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單片機是什么?如果說它就是一個電腦,一臺計算機,你可能不會認(rèn)可,但事實上它和我們家里的電腦在本質(zhì)上并沒有區(qū)別。和電腦一樣,單片機內(nèi)部也有CPU、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、并行總線、定時/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)、輸入輸出接口等,不同的是它把所有這些部件都集成在一塊芯片上,所以叫“單片微型計算機”,簡稱“單片機”。 想當(dāng)年,比爾.蓋茨也給類似的東西搞過編程呢,當(dāng)時機器的顯示器是幾個LED小燈。
單片機體積特小,而且價錢也是極低的。普通的8位單片機芯片只有一個手指那么大,價格一般不超過10元/每片。別看它這么小,這么便宜,它可是神通廣大,引發(fā)了電子技術(shù)的一場大革命!
單片機的技術(shù)基礎(chǔ)是數(shù)字電路,但它與普通的數(shù)字芯片有本質(zhì)的區(qū)別。一塊普通的數(shù)字芯片只具有某個單一的功能(如74138只能譯碼,CD4040只能計數(shù)),而一塊單片機芯片卻可以通過編程實現(xiàn)任何一個型號的數(shù)字芯片的功能,以及多個功能組合所產(chǎn)生的更復(fù)雜、更高級的功能,因為它內(nèi)部含有CPU(中央處理器)。CPU相當(dāng)于一個腦,具有接收信息和處理信息的能力,可以記憶、運算、判斷、決定,就象我們?nèi)四X一樣的神奇,這是最關(guān)鍵的一點,也是以往任何硬件都無法比擬的。正因為如此,單片機在應(yīng)用上具有很大的靈活性、廣泛性和高效率。對于很多復(fù)雜的功能,如果用上世紀(jì)50年代誕生的74系列,或者60年代誕生的CD4000系列這些純硬件,則需要費很大力氣才能做到,有些則是花大力氣也做不到的。要是用單片機,則可以輕易地搞定,不但電路簡潔,而且性能穩(wěn)定,設(shè)計與制造的時間短、費用低,真是青出于藍(lán)而勝于藍(lán)!
單片機是微型計算機的一個主要分支,但與一般的微型計算機相比,單片機具有如下顯著特點:
1、突出了控制功能。具有豐富的程序轉(zhuǎn)移、I/O口操作、位處理指令,這些指令都與控制有關(guān)。
2、抗干擾能力強,工作穩(wěn)定可靠,適合在工業(yè)環(huán)境和其它惡劣環(huán)境中工作。
3、功能強大,價格低廉,性價比極高,應(yīng)用領(lǐng)域和市場前景廣闊。
4、低功耗、低電壓,可以非常方便地設(shè)計出電池供電的手持式設(shè)備。
5、設(shè)有多種串行接口,便于與其它設(shè)備數(shù)據(jù)交換。
6、系統(tǒng)擴展容易。無論是存儲器,或I/O口。或中斷源,都很容易擴展,可構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。
單片機的英文縮寫可以用MCU(微控制器)來表示,一語道破了單片機最本質(zhì)的特性就是控制功能。一提到控制,您可能首先想到的就是一個工業(yè)生產(chǎn)過程的控制,或者一個機械動作的控制,這當(dāng)然沒錯,但您千萬不要把“控制”的含義局限在這么小的范圍。實際上,很多東西都和控制有關(guān),或者說,都可以歸結(jié)為一個控制過程,這就使得單片機具有廣泛的應(yīng)用前景和發(fā)展空間。可以毫不夸張地說,單片機的出現(xiàn)不但給傳統(tǒng)的“控制”領(lǐng)域帶來了一場偉大的革命,而且在深刻地滲透和影響著其它各個領(lǐng)域:上從航空航天、軍事國防,下到家用電器、兒童玩具,中間貫穿著各個行業(yè),到處都可以看到單片機的身影!全自動洗衣機,數(shù)控機床,機器人,IC卡,數(shù)字儀表,電梯控制,門禁安防,汽車電子、消費電子、智能系統(tǒng),圖像顯示,數(shù)據(jù)采集,通訊設(shè)備,遙控玩具,工業(yè)生產(chǎn)線,計算機外設(shè),導(dǎo)彈發(fā)射、航天測控,等等等等,舉不勝舉,其控制部分核心部件的角色,都是由單片機來扮演的,真可謂無所不能,無處不有!
精通了單片機,可以為您求職積累雄厚的資本,也可以為您創(chuàng)業(yè)打下堅實的基礎(chǔ)!
單片機的工作過程完全由程序來控制,程序的編寫,可以用匯編語言,也可以用C語言。目前匯編語言還在單片機編程及技術(shù)交流中被大量使用,但C語言的使用也正在逐漸大眾化。
完成一個實際的單片機應(yīng)用設(shè)計需要經(jīng)歷以下工作步驟:
1、根據(jù)功能要求,總體規(guī)劃與構(gòu)思。
2、設(shè)計硬件電路。
3、編寫軟件程序。
4、將編寫好的程序進(jìn)行編譯。所謂編譯,就是把程序從普通的文本文檔格式“翻譯”成單片機能夠理解和執(zhí)行的二進(jìn)制或十六進(jìn)制數(shù)據(jù)格式。當(dāng)然,編譯是由編譯軟件自動完成的。
5、搭建實際的硬件試驗電路。
6、將通過編譯的程序?qū)懭耄ㄏ螺d)到單片機芯片。同樣,程序下載也是由程序下載軟件自動完成的。
7、運行程序,如果不能實現(xiàn)所要求的功能,則需要修改軟件程序(或硬件電路),重新編譯、下載、運行,直到功能實現(xiàn)。
8、設(shè)計制作正式的PCB板、元器件焊接與組裝、現(xiàn)場調(diào)試、實際運行。
單片機誕生于上世紀(jì)70年代,經(jīng)過30多年的飛速發(fā)展,現(xiàn)在它的功能已相當(dāng)完善,型號也非常繁多,但按照它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)來劃分,可分為三大系列:51系列、AVR系列、PIC系列。從歷史到今天,51系列一直是主流系列,其中的ATMEL和STC兩個子系列,特別是STC子系列,例如STC89C52RC,則是目前國內(nèi)的主流芯片。
學(xué)習(xí)單片機有什么好的學(xué)習(xí)方案嗎?如何才能在最短的時間內(nèi)掌握它、用好它?請閱讀《單片機學(xué)習(xí)方案推薦》
(資料來源:一學(xué)網(wǎng) http://www.onestudy.net) |
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