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單片機的實體是什麼

發布時間:2022-07-27 19:00:22

單片機的基本組成部分是什麼

單片機的基本組成部分:
1、運算器

運算器由運算部件——算術邏輯單元(Arithmetic & Logical Unit,簡稱ALU)、累加器和寄存器等幾部分組成。ALU的作用是把傳來的數據進行算術或邏輯運算,輸入來源為兩個8位數據,分別來自累加器和數據寄存器。ALU能完成對這兩個數據進行加、減、與、或、比較大小等操作,最後將結果存入累加器。
運算器有兩個功能:
(1) 執行各種算術運算。
(2) 執行各種邏輯運算,並進行邏輯測試,如零值測試或兩個值的比較。
運算器所執行全部操作都是由控制器發出的控制信號來指揮的,並且,一個算術操作產生一個運算結果,一個邏輯操作產生一個判決。
2、控制器
控制器由程序計數器、指令寄存器、指令解碼器、時序發生器和操作控制器等組成,是發布命令的「決策機構」,即協調和指揮整個微機系統的操作。其主要功能有:
(1) 從內存中取出一條指令,並指出下一條指令在內存中的位置。
(2) 對指令進行解碼和測試,並產生相應的操作控制信號,以便於執行規定的動作。
(3) 指揮並控制CPU、內存和輸入輸出設備之間數據流動的方向。
微處理器內通過內部匯流排把ALU、計數器、寄存器和控制部分互聯,並通過外部匯流排與外部的存儲器、輸入輸出介面電路聯接。外部匯流排又稱為系統匯流排,分為數據匯流排DB、地址匯流排AB和控制匯流排CB。通過輸入輸出介面電路,實現與各種外圍設備連接。
3、主要寄存器
(1)累加器A
累加器A是微處理器中使用最頻繁的寄存器。在算術和邏輯運算時它有雙功能:運算前,用於保存一個操作數;運算後,用於保存所得的和、差或邏輯運算結果。
(2)數據寄存器DR
數據寄存器通過數據匯流排向存儲器和輸入/輸出設備送(寫)或取(讀)數據的暫存單元。它可以保存一條正在解碼的指令,也可以保存正在送往存儲器中存儲的一個數據位元組等等。
(3)指令寄存器IR和指令解碼器ID
指令包括操作碼和操作數。
指令寄存器是用來保存當前正在執行的一條指令。當執行一條指令時,先把它從內存中取到數據寄存器中,然後再傳送到指令寄存器。當系統執行給定的指令時,必須對操作碼進行解碼,以確定所要求的操作,指令解碼器就是負責這項工作的。其中,指令寄存器中操作碼欄位的輸出就是指令解碼器的輸入。
(4)程序計數器PC
PC用於確定下一條指令的地址,以保證程序能夠連續地執行下去,因此通常又被稱為指令地址計數器。在程序開始執行前必須將程序的第一條指令的內存單元地址(即程序的首地址)送入PC,使它總是指向下一條要執行指令的地址。
(5)地址寄存器AR
地址寄存器用於保存當前CPU所要訪問的內存單元或I/O設備的地址。由於內存與CPU之間存在著速度上的差異,所以必須使用地址寄存器來保持地址信息,直到內存讀/寫操作完成為止。
顯然,當CPU向存儲器存數據、CPU從內存取數據和CPU從內存讀出指令時,都要用到地址寄存器和數據寄存器。同樣,如果把外圍設備的地址作為內存地址單元來看的話,那麼當CPU和外圍設備交換信息時,也需要用到地址寄存器和數據寄存器。
簡介:
單片機,全稱單片微型計算機(英語:Single-ChipMicrocomputer),又稱微控制器(Microcontroller),是把中央處理器、存儲器、定時/計數器(Timer/Counter)、各種輸入輸出介面等都集成在一塊集成電路晶元上的微型計算機。與應用在個人電腦中的通用型微處理器相比,它更強調自供應(不用外接硬體)和節約成本。它的最大優點是體積小,可放在儀表內部,但存儲量小,輸入輸出介面簡單,功能較低。由於其發展非常迅速,舊的單片機的定義已不能滿足,所以在很多應用場合被稱為范圍更廣的微控制器;從上世紀80年代,由當時的4位、8位單片機,發展到現在的32位300M的高速單片機。
硬體特性:
1、單片機集成度高。單片機包括CPU、4KB容量的ROM(8031 無)、128 B容量的RAM、 2個16位定時/計數器、4個8位並行口、全雙工串口行口;
2、系統結構簡單,使用方便,實現模塊化;
3、單片機可靠性高,可工作到10^6 ~10^7小時無故障;
4、處理功能強,速度快;
5、低電壓,低功耗,便於生產攜帶型產品;
6、控制功能強;
7、環境適應能力強。

② 單片機指的是什麼

單片機又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的晶元,而是把一個計算機系統集成到一個晶元上。概括的講:一塊晶元就成了一台計算機。
它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發提供了便利條件。同時,學習使用單片機了解計算機原理與結構的最佳選擇。
可以說,二十世紀跨越了三個「電」的時代,即電氣時代、電子時代和現已進入的電腦時代。不過,這種電腦,通常是指個人計算機,簡稱PC機。它由主機、鍵盤、顯示器等組成(如圖1所示)。還有一類計算機,大多數人卻不怎麼熟悉。這種計算機就是把智能賦予各種機械的單片機(亦稱微控制器,如圖2所示)。顧名思義,這種計算機的最小系統只用了一片集成電路,即可進行簡單運算和控制。因為它體積小,通常都藏在被控機械的「肚子」里。它在整個裝置中,起著有如人類頭腦的作用,它出了毛病,整個裝置就癱瘓了。現在,這種單片機的使用領域已十分廣泛,如智能儀表、實時工控、通訊設備、導航系統、家用電器等。各種產品一旦用上了單片機,就能起到使產品升級換代的功效,常在

產品名稱前冠以形容詞——「智能型」,如智能型洗衣機等。現在有些工廠的技術人員或其它業余電子開發者搞出來的某些產品,不是電路太復雜,就是功能太簡單且極易被仿製。究其原因,可能就卡在產品未使用單片機或其它可編程邏輯器件上。

目前單片機滲透到我們生活的各個領域,幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。導彈的導航裝置,飛機上各種儀表的控制,計算機的網路通訊與數據傳輸,工業自動化過程的實時控制和數據處理,廣泛使用的各種智能IC卡,民用豪華轎車的安全保障系統,錄象機、攝象機、全自動洗衣機的控制,以及程式控制玩具、電子寵物等等,這些都離不開單片機。更不用說自動控制領域的機器人、智能儀表、醫療器械了。因此,單片機的學習、開發與應用將造就一批計算機應用與智能化控制的科學家、工程師。

③ 微機與單片機有什麼主要的區別

1、結構組成上的區別

從外觀看,微型計算機的基本配置是主機箱、鍵盤、滑鼠和顯示器4個部分,而一台完整的微型計算機系統由硬體系統和軟體系統兩部分組成。硬體系統即由機械、電子器件構成的具有輸入、存儲、計算、控制和輸出功能的實體部件;軟體系統可分為系統軟體和應用軟體兩大類。

單片機的基本結構是運算器、控制器、主要寄存器。運算器由運算部件算術邏輯單元、累加器和寄存器等組成;控制器由程序計數器、指令寄存器、指令解碼器、時序發生器和操作控制器等組成。

2、特性上的區別

微機體積小且靈活性大,價格便宜,使用方便,執行結果精確,處理速度快捷。

單片機集成度高,存儲容量大,外部擴展能力強,控制功能強。在片內RAM區間特別開辟了一個雙重功能的地址區間,使用極為靈活,這一功能無疑給使用者提供了極大的方便。乘法和除法指令,這給編程也帶來了便利。

3、性質上的區別

微機就是微型計算機。以微處理器為基礎,配以內存儲器及輸入輸出(I/0)介面電路和相應的輔助電路而構成的裸機。

單片機是一種集成電路晶元。採用超大規模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統、定時器/計數器等功能集成到一塊矽片上構成的一個小而完善的微型計算機系統。

④ 單片機是什麼

單片機是一種集成電路晶元。

單片機是採用超大規模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統、定時器/計數器等功能集成到一塊矽片上構成的一個小而完善的微型計算機系統。

在工業控制領域廣泛應用。從上世紀80年代,由當時的4位、8位單片機,發展到如今的300M的高速單片機。

單片機的特徵:

1、單片機的體積比較小, 內部晶元作為計算機系統,其結構簡單,但是功能完善,使用起來十分方便,可以模塊化應用。

2、單片機有著較高的集成度,可靠性比較強,即使單片機處於長時間的工作也不會存在故障問題。

3、單片機在應用時低電壓、低能耗,是人們在日常生活中的首要選擇, 為生產與研發提供便利。

4、單片機對數據的處理能力和運算能力較強,可以在各種環境中應用,且有著較強的控制能力。

⑤ 單片機到底是什麼,誰能用通俗易懂的語言來解釋一下

通俗來講單片機就是一片「可以智能化「的集成電路晶元。
科學地講,單片機是採用超大規模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統、定時器/計數器等功能(可能還包括顯示驅動電路、脈寬調制電路、模擬多路轉換器、A/D轉換器等電路)集成到一塊矽片上構成的一個小而完善的微型計算機系統,在工業控制領域廣泛應用。
它不是完成某一個邏輯功能的晶元,而是把一個計算機系統集成到一個晶元上。相當於一個微型的計算機,和計算機相比,單片機只缺少了I/O設備。概括的講:一塊晶元就成了一台計算機。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發提供了便利條件。

⑥ 單片機內部由哪幾部分構成各部分電路的主要功能是什麼

綜述:單片微型計算機是製作在一塊集成電路晶元上的計算機,簡稱單片機。它包括微處理器(CPU),用RAM構成的數據存儲器,用ROM構成的程序存儲器,定時/計數器,各種輸入/輸出(I/O)介面和功能單元。可獨立地進行工作。其中微處理器作用讀入和分析每一條指令,根據指令的功能控制單片機的各功能不剪執行指定的運算和操作。

單片機又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的晶元,而是把一個計算機系統集成到一個晶元上。相當於一個微型的計算機,和計算機相比,單片機只缺少了I/O設備。概括的講:一塊晶元就成了一台計算機。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發提供了便利條件。同時,學習使用單片機是了解計算機原理與結構的最佳選擇。

歷史沿襲

從二十世紀九十年代開始,單片機技術就已經發展起來,隨著時代的進步與科技的發展,目前該技術的實踐應用日漸成熟,單片機被廣泛應用於各個領域。現如今,人們越來越重視單片機在智能電子技術方面的開發和應用,單片機的發展進入到新的時期,無論是自動測量還是智能儀表的實踐,都能看到單片機技術的身影。

⑦ 什麼是單片機它與一般的微型計算機在結構上有什麼區別

單片機,全稱單片微型計算機(英語:single-chip microcomputer),又稱微控制器(microcontroller),是把中央處理器、存儲器、定時/計數器(timer/counter)、各種輸入輸出介面等都集成在一塊集成電路晶元上的微型計算機。

與通用型微處理器相比,它更強調自供應(不用外接硬體)和節約成本。它的最大優點是體積小,可放在儀表內部,但存儲量小,輸入輸出介面簡單,功能較低。由於其發展非常迅速,舊的單片機的定義已不能滿足,所以在很多應用場合被稱為范圍更廣的微控制器;由於單片機微計算機常用於當控制器故又名single chip microcontroller。「單晶元」是台灣對單片機的稱呼;中國大陸主要採用「單片機」的稱呼,英文縮寫為MCU。

拓展資料:

根據匯流排或數據寄存器的寬度,單片機又分為4位、8位、16位和32位單片機。4位單片機多用於冰箱、洗衣機、微波爐等家電控制中;8位、16位單片機主要用於一般的控制領域,一般不使用操作系統;32位用於網路操作、多媒體處理等復雜處理的場合,一般要使用嵌入式操作系統。

⑧ 單片機中的軟硬體分別指什麼

1、單片機軟體是指單片機中ROM中自帶固化引導程序,或用戶寫進ROM或RAM重的程序
2、單片機硬體指的是:諸如其自身所帶4個並口,定時器計數器,串口通訊,內部各個特殊寄存器等等
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⑨ 學習單片機要有哪些基礎知識

學習使用單片機就是理解單片機硬體結構,以及內部資源的應用,在匯編或C語言中學會各種功能的初始化設置,以及實現各種功能的程序編制。
第一步:數字I/O的使用
使用按鈕輸入信號,發光二極體顯示輸出電平,就可以學習引腳的數字I/O功能,在按下某個按鈕後,某發光二極體發亮,這就是數字電路中組合邏輯的功能,雖然很簡單,但是可以學習一般的單片機編程思想,例如,必須設置很多寄存器對引腳進行初始化處理,才能使引腳具備有數字輸入和輸出輸出功能。每使用單片機的一個功能,就要對控制該功能的寄存器進行設置,這就是單片機編程的特點,千萬不要怕
麻煩,所有的單片機都是這樣。
第二步:定時器的使用
學會定時器的使用,就可以用單片機實現時序電路,時序電路的功能是強大的,在工業、家用電氣設備的控制中有很多應用,例如,可以用單片機實現一個具有一個按鈕的樓道燈開關,該開關在按鈕按下一次後,燈亮3分鍾後自動滅,當按鈕連續按下兩次後,燈常亮不滅,當按鈕按下時間超過2s,則燈滅。數字集成電路可以實現時序電路,可編程邏輯器件(PLD)可以實現時序電路,可編程式控制制器(PLC)也可以實現時序電路,但是只有單片機實現起來最簡單,成本最低。
定時器的使用是非常重要的,邏輯加時間控制是單片機使用的基礎。
第三步:中斷
單片機的特點是一段程序反復執行,程序中的每個指令的執行都需要一定的執行時間,如果程序沒有執行到某指令,則該指令的動作就不會發生,這樣就會耽誤很多快速發生的事情,例如,按鈕按下時的下降沿。要使單片機在程序正常運行過程中,對快速動作做出反應,就必須使用單片機的中斷功能,該功能就是在快速動作發生後,單片機中斷正常運行的程序,處理快速發生的動作,處理完成後,在返回執行正常的程序。中斷功能使用中的困難是需要精確地知道什麼時候不允許中斷發生(屏蔽中斷)、什麼時候允許中斷發生(開中斷),需要設置哪些寄存器才能使某
種中斷起作用,中斷開始時,程序應該干什麼,中斷完成後,程序應該干什麼等等

中斷學會後,就可以編制更復雜結構的程序,這樣的程序可以干著一件事,監視著一件事,一旦監視的事情發生,就中斷正在乾的事情,處理監視的事情,當然也可以監視多個事情,形象的比喻,中斷功能使單片機具有吃著碗里的,看著鍋里的功能。
以上三步學會,就相當於降龍十八掌武功,會了三掌了,可以勉強護身。
第四步:與PC機進行RS232通信
單片機都有USART介面,特別是MSP430系列中很多型號,都具有兩個USART介面。USART介面不能直接與PC機的RS232介面連接,它們之間的邏輯電平不同,需要使用一個MAX3232晶元進行電平轉換。
USART介面的使用是非常重要的,通過該介面,可以使單片機與PC機之間交換信息,雖然RS232通信並不先進,但是對於介面的學習是非常重要的。正確使用USART介面,需要學習通信協議,PC機的RS232介面編程等等知識。試想,單片機實驗板上的數據顯示在PC機監視器上,而PC機的鍵盤信號可以在單片機實驗板上得到顯示,將是多麼有意思的事情啊!
第五步:學會A/D轉換
MAP430單片機帶有多通道12位A/D轉換器,通過這些A/D轉換器可以使單片機操作模擬量,顯示和檢測電壓、電流等信號。學習時注意模擬地與數字地、參考電壓、采樣時間,轉換速率,轉換誤差等概念。
使用A/D轉換功能的簡單的例子是設計一個電壓表。
第六步:學會PCI、I2C介面和液晶顯示器介面
這些介面的使用可以使單片機更容易連接外部設備,在擴展單片機功能方面非常重要。
第七步:學會比較、捕捉、PWM功能
這些功能可以使單片機能夠控制電機,檢測轉速信號,實現電機調速器等控制起功能。
如果以上七步都學會,就可以設計一般的應用系統,相當於學會十招降龍十八掌,可以出手攻擊了。
第八步:學習USB介面、TCP/IP介面、各種工業匯流排的硬體與軟體設計
學習USB介面、TCP/IP介面、各種工業匯流排的硬體與軟體設計是非常重要的,因為這是當前產品開發的發展方向。
到此為止,相當於學會15招降龍十八掌,但還不到打遍天下無敵手的境界。即使如此,也算是單片機大蝦了。

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