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單片機使用靈活

發布時間:2022-09-12 03:05:32

單片機可以用來做什麼-單片機的應用范圍

單片機可以用來做什麼-單片機的應用范圍

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。下面,我為大家分享單片機的應用范圍,希望對大家有所幫助!

家用電器

家用電器廣泛採用了單片機控制,從電飯煲、洗衣機、電冰箱、空調機、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設備和白色家電等。

網路和通信

現代的單片機普遍具備通信介面,可以很方便地與計算機進行數據通信,為在計算機網路和通信設備間的應用提供了極好的物質條件,通信設備基本上都實現了單片機智能控制,從手機,電話機、小型程式控制交換機、樓宇自動通信呼叫系統、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的行動電話,集群移動通信,無線電對講機等。

設備領域

單片機在醫用設備中的用途亦相當廣泛,例如醫用呼吸機,各種分析儀,監護儀,超聲診斷設備及病床呼叫系統等等。

智能儀器

單片機具有體積小、功耗低、控制功能強、擴展靈活、微型化和使用方便等優點,廣泛應用於儀器儀表中,結合不同類型的感測器,可實現諸如電壓、電流、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。

採用單片機控制使得儀器儀表數字化、智能化、微型化,且功能比起採用電子或數字電路更加強大。

例如精密的測量設備(電壓表、功率計,示波器,各種分析儀)。

汽車電子

單片機在汽車電子中的'應用非常廣泛,例如汽車中的發動機控制器,基於CAN匯流排的汽車發動機智能電子控制器、GPS導航系統、abs防抱死系統、制動系統、胎壓檢測等。

工業控制

單片機具有體積小、控制功能強、功耗低、環境適應能力強、擴展靈活和使用方便等優點,用單片機可以構成形式多樣的控制系統、數據採集系統、通信系統、信號檢測系統、無線感知系統、測控系統、機器人等應用控制系統。例如工廠流水線的智能化管理,電梯智能化控制、各種報警系統,與計算機聯網構成二級控制系統等。

模塊化系統

某些專用單片機設計用於實現特定功能,從而在各種電路中進行模塊化應用,而不要求使用人員了解其內部結構。如音樂集成單片機,看似簡單的功能,微縮在純電子晶元中(有別於磁帶機的原理),就需要復雜的類似於計算機的原理。如:音樂信號以數字的形式存於存儲器中(類似於ROM),由微控制器讀出,轉化為模擬音樂電信號(類似於音效卡)。

在大型電路中,這種模塊化應用極大地縮小了體積,簡化了電路,降低了損壞、錯誤率,也方便於更換。

此外,單片機在工商、金融、科研、教育、電力、通信、物流和國防航空航天等領域都有著十分廣泛的用途。

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❷ 單片機C語言程序中,For語句如何靈活使用

單片機的C語言與我們其它的C語言,語法上沒有區別(它都是標準的C語法)
它的for與其它C語言的for完全一樣的,標準的寫法
for(初始條件;循環條件;循環變數處理)
且每個都個省的,如你可以這樣寫
for(;;)
具體使用可參考任何一本C++教材有關for循環部分

❸ 80c51單片機的特點

8051片內有4kROM,無須外接外存儲器和373,更能體現「單片」的簡練。但是編程者編的程序編程者無法燒寫到其ROM中,只有將程序交晶元廠代編程者燒寫,並是一次性的,今後編程者和晶元廠都不能改寫其內容。

8031片內不帶程序存儲器ROM,使用時用戶需外接程序存儲器和一片邏輯電路373,外接的程序存儲器多為EPROM的2764系列。用戶若想對寫入到EPROM中的程序進行修改,必須先用一種特殊的紫外線燈將其照射擦除,之後再可寫入。寫入到外接程序存儲器的程序代碼沒有什麼保密性可言。

(3)單片機使用靈活擴展閱讀

1、從內部的硬體到軟體有一套完整的按位操作系統,處理對象不是字或位元組而是位。不但能對片內某些特殊功能寄存器的某位進行處理,如傳送、置位、清零、測試等,還能進行位的邏輯運算,其功能十分完備,使用起來得心應手。

2、同時在片內RAM區間還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。

3、乘法和除法指令,這給編程也帶來了便利。很多的八位單片機都不具備乘**能,作乘法時還得編上一段子程序調用,十分不便。

❹ 簡單描述單片機應用場合有哪些

單片機是一種集成電路晶元,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。從上世紀80年代,由當時的4位、8位單片機,發展到現在的300M的高速單片機。
單片機廣泛應用於儀器儀表、家用電器、醫用設備、航空航天、專用設備的智能化管理及過程式控制制等領域,大致可分如下幾個范疇:
智能儀器
單片機具有體積小、功耗低、控制功能強、擴展靈活、微型化和使用方便等優點,廣泛應用於儀器儀表中,結合不同類型的感測器,可實現諸如電壓、電流、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。採用單片機控制使得儀器儀表數字化、智能化、微型化,且功能比起採用電子或數字電路更加強大。例如精密的測量設備(電壓表、功率計,示波器,各種分析儀)。
工業控制
單片機具有體積小、控制功能強、功耗低、環境適應能力強、擴展靈活和使用方便等優點,用單片機可以構成形式多樣的控制系統、數據採集系統、通信系統、信號檢測系統、無線感知系統、測控系統、機器人等應用控制系統。例如工廠流水線的智能化管理,電梯智能化控制、各種報警系統,與計算機聯網構成二級控制系統等。
家用電器
家用電器廣泛採用了單片機控制,從電飯煲、洗衣機、電冰箱、空調機、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設備和白色家電等。
網路和通信
現代的單片機普遍具備通信介面,可以很方便地與計算機進行數據通信,為在計算機網路和通信設備間的應用提供了極好的物質條件,通信設備基本上都實現了單片機智能控制,從手機,電話機、小型程式控制交換機、樓宇自動通信呼叫系統、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的行動電話,集群移動通信,無線電對講機等。
設備領域
單片機在醫用設備中的用途亦相當廣泛,例如醫用呼吸機,各種分析儀,監護儀,超聲診斷設備及病床呼叫系統等等。
模塊化系統
某些專用單片機設計用於實現特定功能,從而在各種電路中進行模塊化應用,而不要求使用人員了解其內部結構。如音樂集成單片機,看似簡單的功能,微縮在純電子晶元中(有別於磁帶機的原理),就需要復雜的類似於計算機的原理。如:音樂信號以數字的形式存於存儲器中(類似於ROM),由微控制器讀出,轉化為模擬音樂電信號(類似於音效卡)。在大型電路中,這種模塊化應用極大地縮小了體積,簡化了電路,降低了損壞、錯誤率,也方便於更換。
汽車電子
單片機在汽車電子中的應用非常廣泛,例如汽車中的發動機控制器,基於CAN匯流排的汽車發動機智能電子控制器、GPS導航系統、abs防抱死系統、制動系統、胎壓檢測等。
此外,單片機在工商、金融、科研、教育、電力、通信、物流和國防航空航天等領域都有著十分廣泛的用途。

❺ 單片機解釋

單片機自動完成賦予它的任務的過程,也就是單片機執行程序的過程,即一條條執行的指令的過程,所謂指令就是把要求單片機執行的各種操作用的命令的形式寫下來,這是在設計人員賦予它的指令系統所決定的,一條指令對應著一種基本操作;單片機所能執行的全部指令,就是該單片機的指令系統,不同種類的單片機,其指令系統亦不同。為使單片機能自動完成某一特定任務,必須把要解決的問題編成一系列指令(這些指令必須是選定單片機能識別和執行的指令),這一系列指令的集合就成為程序,程序需要預先存放在具有存儲功能的部件——存儲器中。存儲器由許多存儲單元(最小的存儲單位)組成,就像大樓房有許多房間組成一樣,指令就存放在這些單元里,單元里的指令取出並執行就像大樓房的每個房間的被分配到了唯一一個房間號一樣,每一個存儲單元也必須被分配到唯一的地址號,該地址號稱為存儲單元的地址,這樣只要知道了存儲單元的地址,就可以找到這個存儲單元,其中存儲的指令就可以被取出,然後再被執行。 程序通常是順序執行的,所以程序中的指令也是一條條順序存放的,單片機在執行程序時要能把這些指令一條條取出並加以執行,必須有一個部件能追蹤指令所在的地址,這一部件就是程序計數器PC(包含在CPU中),在開始執行程序時,給PC賦以程序中第一條指令所在的地址,然後取得每一條要執行的命令,PC在中的內容就會自動增加,增加量由本條指令長度決定,可能是1、2或3,以指向下一條指令的起始地址,保證指令順序執行。 單片機介紹 單片微型計算機簡稱單片機,是典型的嵌入式微控制器(Microcontroller Unit),常用英文字母的縮寫MCU表示單片機,它最早是被用在工業控制領域。單片機由晶元內僅有CPU的專用處理器發展而來。最早的設計理念是通過將大量外圍設備和CPU集成在一個晶元中,使計算機系統更小,更容易集成進復雜的而對體積要求嚴格的控制設備當中。INTEL的Z80是最早按照這種思想設計出的處理器,從此以後,單片機和專用處理器的發展便分道揚鑣。 早期的單片機都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031,因為簡單可靠而性能不錯獲得了很大的好評。此後在8031上發展出了MCS51系列單片機系統。基於這一系統的單片機系統直到現在還在廣泛使用。隨著工業控制領域要求的提高,開始出現了16位單片機,但因為性價比不理想並未得到很廣泛的應用。90年代後隨著消費電子產品大發展,單片機技術得到了巨大提高。隨著INTEL i960系列特別是後來的ARM系列的廣泛應用,32位單片機迅速取代16位單片機的高端地位,並且進入主流市場。而傳統的8位單片機的性能也得到了飛速提高,處理能力比起80年代提高了數百倍。目前,高端的32位單片機主頻已經超過300MHz,性能直追90年代中期的專用處理器,而普通的型號出廠價格跌落至1美元,最高端[1]的型號也只有10美元。當代單片機系統已經不再只在裸機環境下開發和使用,大量專用的嵌入式操作系統被廣泛應用在全系列的單片機上。而在作為掌上電腦和手機核心處理的高端單片機甚至可以直接使用專用的Windows和Linux操作系統。 單片機比專用處理器更適合應用於嵌入式系統,因此它得到了最多的應用。事實上單片機是世界上數量最多的計算機。現代人類生活中所用的幾乎每件電子和機械產品中都會集成有單片機。手機、電話、計算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及滑鼠等電腦配件中都配有1-2部單片機。而個人電腦中也會有為數不少的單片機在工作。汽車上一般配備40多部單片機,復雜的工業控制系統上甚至可能有數百台單片機在同時工作!單片機的數量不僅遠超過PC機和其他計算的總和,甚至比人類的數量還要多。 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。 單片機內部也用和電腦功能類似的模塊,比如CPU,內存,並行匯流排,還有和硬碟作用相同的存儲器件,不同的是它的這些部件性能都相對我們的家用電腦弱很多,不過價錢也是低的,一般不超過10元即可......用它來做一些控制電器一類不是很復雜的工作足矣了。我們現在用的全自動滾筒洗衣機、排煙罩、VCD等等的家電裡面都可以看到它的身影!......它主要是作為控制部分的核心部件。 它是一種在線式實時控制計算機,在線式就是現場控制,需要的是有較強的抗干擾能力,較低的成本,這也是和離線式計算機的(比如家用PC)的主要區別。 單片機晶元
單片機是靠程序運行的,並且可以修改。通過不同的程序實現不同的功能,尤其是特殊的獨特的一些功能,這是別的器件需要費很大力氣才能做到的,有些則是花大力氣也很難做到的。一個不是很復雜的功能要是用美國50年代開發的74系列,或者60年代的CD4000系列這些純硬體來搞定的話,電路一定是一塊大PCB板!但是如果要是用美國70年代成功投放市場的系列單片機,結果就會有天壤之別!只因為單片機的通過你編寫的程序可以實現高智能,高效率,以及高可靠性! 由於單片機對成本是敏感的,所以目前占統治地位的軟體還是最低級匯編語言,它是除了二進制機器碼以上最低級的語言了,既然這么低級為什麼還要用呢?很多高級的語言已經達到了可視化編程的水平為什麼不用呢?原因很簡單,就是單片機沒有家用計算機那樣的CPU,也沒有像硬碟那樣的海量存儲設備。一個可視化高級語言編寫的小程序裡面即使只有一個按鈕,也會達到幾十K的尺寸!對於家用PC的硬碟來講沒什麼,可是對於單片機來講是不能接受的。 單片機在硬體資源方面的利用率必須很高才行,所以匯編雖然原始卻還是在大量使用。一樣的道理,如果把巨型計算機上的操作系統和應用軟體拿到家用PC上來運行,家用PC的也是承受不了的。 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。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)。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。
編輯本段單片機歷史
單片機誕生於20世紀70年代末,經歷了SCM、MCU、SoC三大階段。
單片機的基本結構
單片機由運算器、控制器、存儲器、輸入輸出設備構成
起初模型
1.SCM即單片微型計算機(Single Chip Microcomputer)階段,主要是尋求最佳的單片形態嵌入式系統的最佳體系結構。「創新模式」獲得成功,奠定了SCM與通用計算機完全不同的發展道路。在開創嵌入式系統獨立發展道路上,Intel公司功不可沒。 Micro Controller Unit
2.MCU即微控制器(Micro Controller Unit)階段,主要的技術發展方向是:不斷擴展滿足嵌入式應用時,對象系統要求的各種外圍電路與介面電路,突顯其對象的智能化控制能力。它所涉及的領域都與對象系統相關,因此,發展MCU的重任不可避免地落在電氣、電子技術廠家。從這一角度來看,Intel逐漸淡出MCU的發展也有其客觀因素。在發展MCU方面,最著名的廠家當數Philips公司。 Philips公司以其在嵌入式應用方面的巨大優勢,將MCS-51從單片微型計算機迅速發展到微控制器。因此,當我們回顧嵌入式系統發展道路時,不要忘記Intel和Philips的歷史功績。
嵌入式系統
單片機是嵌入式系統的獨立發展之路,向MCU階段發展的重要因素,就是尋求應用系統在晶元上的最大化解決;因此,專用單片機的發展自然形成了SoC化趨勢。隨著微電子技術、IC設計、EDA工具的發展,基於SoC的單片機應用系統設計會有較大的發展。因此,對單片機的理解可以從單片微型計算機、單片微控制器延伸到單片應用系統。
單片機發展史
[2] 1971年intel公司研製出世界上第一個4位的微處理器;Intel公司的霍夫研製成功世界上第一塊4位微處理器晶元Intel 4004,標志著第一代微處理器問世,微處理器和微機時代從此開始。因發明微處理器,霍夫被英國《經濟學家》雜志列為「二戰以來最有影響力的7位科學家」之一 。 1971年11月,Intel推出MCS-4微型計算機系統(包括4001 ROM晶元、4002 RAM晶元、4003移位寄存器晶元和4004微處理器 )其中4004(下圖)包含2300個晶體管,尺寸規格為3mm×4mm,計算性能遠遠超過當年的ENIAC,最初售價為200美元。 1972年4月,霍夫等人開發出第一個8位微處理器Intel 8008。由於8008採用的是P溝道MOS微處理器,因此仍屬第一代微處理器。 1973年intel公司研製出8位的微處理器8080;1973年8月,霍夫等人研製出8位微處理器Intel 8080,以N溝道MOS電路取代了P溝道,第二代微處理器就此誕生。 主頻2MHz的8080晶元運算速度比8008快10倍,可存取64KB存儲器,使用了基於6微米技術的6000個晶體管,處理速度為0.64MIPS(Million Instructions Per Second )。 1975年4月,MITS發布第一個通用型Altair 8800,售價375美元,帶有1KB存儲器。這是世界上第一台微型計算機。 1976年intel公司研製出MCS-48系列8位的單片機,這也是單片機的問世。 Zilog公司於1976年開發的Z80微處理器,廣泛用於微型計算機和工業自動控制設備。當時,Zilog、Motorola和Intel在微處理器領域三足鼎立。 20世紀80年代初,Intel公司在MCS-48系列單片機的基礎上,推出了MCS-51系列8位高檔單片機。MCS-51系列單片機無論是片內RAM容量,I/O口功能,系統擴展方面都有了很大的提高。
編輯本段單片機的硬體特性
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。
編輯本段單片機的應用
單片機的應用 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,錄像機、攝像機、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、醫療器械以及各種智能機械了。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。 單片機廣泛應用於儀器儀表、家用電器、醫用設備、航空航天、專用設備的智能化管理及過程式控制制等領域,大致可分如下幾個范疇: 1.在智能儀器儀表上的應用 單片機具有體積小、功耗低、控制功能強、擴展靈活、微型化和使用方便等優點,廣泛應用於儀器儀表中,結合不同類型的感測器,可實現諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。採用單片機控制使得儀器儀表數字化、智能化、微型化,且功能比起採用電子或數字電路更加強大。例如精密的測量設備(功率計,示波器,各種分析儀)。 2.在工業控制中的應用 用單片機可以構成形式多樣的控制系統、數據採集系統。例如工廠流水線的智能化管 晶元
理,電梯智能化控制、各種報警系統,與計算機聯網構成二級控制系統等。 3.在家用電器中的應用 可以這樣說,現在的家用電器基本上都採用了單片機控制,從電飯煲、洗衣機、電冰箱、空調機、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設備,五花八門,無所不在。 4.在計算機網路和通信領域中的應用 現代的單片機普遍具備通信介面,可以很方便地與計算機進行數據通信,為在計算機網路和通信設備間的應用提供了極好的物質條件,現在的通信設備基本上都實現了單片機智能控制,從手機,電話機、小型程式控制交換機、樓宇自動通信呼叫系統、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的行動電話,集群移動通信,無線電對講機等。 5.單片機在醫用設備領域中的應用 單片機在醫用設備中的用途亦相當廣泛,例如醫用呼吸機,各種分析儀,監護儀,超聲診斷設備及病床呼叫系統等等。 6.在各種大型電器中的模塊化應用 某些專用單片機設計用於實現特定功能,從而在各種電路中進行模塊化應用,而不要求使用人員了解其內部結構。如音樂集成單片機,看似簡單的功能,微縮在純電子晶元中(有別於磁帶機的原理),就需要復雜的類似於計算機的原理。如:音樂信號以數字的形式存於存儲器中(類似於ROM),由微控制器讀出,轉化為模擬音樂電信號(類似於音效卡)。 在大型電路中,這種模塊化應用極大地縮小了體積,簡化了電路,降低了損壞、錯誤率,也方便於更換。 7.單片機在汽車設備領域中的應用 單片機在汽車電子中的應用非常廣泛,例如汽車中的發動機控制器,基於CAN匯流排的汽車發動機智能電子控制器,GPS導航系統,abs防抱死系統,制動系統等等。 此外,單片機在工商,金融,科研、教育,國防航空航天等領域都有著十分廣泛的用途。
編輯本段學習應用六大重要部分
單片機學習應用的六大重要部分
一、匯流排:
我們知道,一個電路總是由元器件通過電線連接而成的,在模擬電路中,連線並不成為一個問題,因為各器件間一般是串列關系,各器件之間的連線並不很多,但計算機電路卻不一樣,它是以微處理器為核心,各器件都要與微處理器相連,各器件之間的工作必須相互協調,所以需要的連線就很多了,如果仍如同模擬電路一樣,在各微處理器和各器件間單獨連線,則線的數量將多得驚人,所以在微處理機中引入了匯流排的概念,各個器件共同享用連線,所有器件的8根數據線全部接到8根公用的線上,即相當於各個器件並聯起來,但僅這樣還不行,如果有兩個器件同時送出數據,一個為0,一個為1,那麼,接收方接收到的究竟是什麼呢?這種情況是不允許的,所以要通過控制線進行控制,使器件分時工作,任何時候只能有一個器件發送數據(可以有多個器件同時接收)。器件的數據線也就被稱為數據匯流排,器件所有的控制線被稱為控制匯流排。在單片機內部或者外部存儲器及其它器件中有存儲單元,這些存儲單元要被分配地址,才能使用,分配地址當然也是以電信號的形式給出的,由於存儲單元比較多,所以,用於地址分配的線也較多,這些線被稱為地址匯流排。
二、數據、地址、指令:
之所以將這三者放在一起,是因為這三者的本質都是一樣的——數字,或者說都是一串『0』和『1』組成的序列。換言之,地址、指令也都是數據。指令:由單片機晶元的設計者規定的一種數字,它與我們常用的指令助記符有著嚴格的一一對應關系,不可以由單片機的開發者更改。地址:是尋找單片機內部、外部的存儲單元、輸入輸出口的依據,內部單元的地址值已由晶元設計者規定好,不可更改,外部的單元可以由單片機開發者自行決定,但有一些地址單元是一定要有的(詳見程序的執行過程)。數據:這是由微處理機處理的對象,在各種不同的應用電路中各不相同,一般而言,被處理的數據可能有這么幾種情況: 1?地址(如MOV DPTR,1000H),即地址1000H送入DPTR。 2?方式字或控制字(如MOV TMOD,#3),3即是控制字。 3?常數(如MOV TH0,#10H)10H即定時常數。 4?實際輸出值(如P1口接彩燈,要燈全亮,則執行指令:MOV P1,#0FFH,要燈全暗,則執行指令:MOV P1,#00H)這里0FFH和00H都是實際輸出值。又如用於LED的字形碼,也是實際輸出的值。 理解了地址、指令的本質,就不難理解程序運行過程中為什麼會跑飛,會把數據當成指令來執行了。
三、P0口、P2口和P3的第二功能用法:
初學時往往對P0口、P2口和P3口的第二功能用法迷惑不解,認為第二功能和原功能之間要有一個切換的過程,或者說要有一條指令,事實上,各埠的第二功能完全是自動的,不需要用指令來轉換。如P3.6、P3.7分別是WR、RD信號,當微片理機外接RAM或有外部I/O口時,它們被用作第二功能,不能作為通用I/O口使用,只要一微處理機一執行到MOVX指令,就會有相應的信號從P3.6或P3.7送出,不需要事先用指令說明。事實上『不能作為通用I/O口使用』也並不是『不能』而是(使用者)『不會』將其作為通用I/O口使用。你完全可以在指令中按排一條SETB P3.7的指令,並且當單片機執行到這條指令時,也會使P3.7變為高電平,但使用者不會這么去做,因為這通常會導致系統的崩潰。
四、程序的執行過程:
單片機在通電復位後8051內的程序計數器(PC)中的值為『0000』,所以程序總是從『0000』單元開始執行,也就是說:在系統的ROM中一定要存在『0000』這個單元,並且在『0000』單元中存放的一定是一條指令。
五、堆棧:
堆棧是一個區域,是用來存放數據的,這個區域本身沒有任何特殊之處,就是內部RAM的一部份,特殊的是它存放和取用數據的方式,即所謂的『先進後出,後進先出』,並且堆棧有特殊的數據傳輸指令,即『PUSH』和『POP』,有一個特殊的專為其服務的單元,即堆棧指針SP,每當執一次PUSH指令時,SP就(在原來值的基礎上)自動加1,每當執行一次POP指令,SP就(在原來值的基礎上)自動減1。由於SP中的值可以用指令加以改變,所以只要在程序開始階段更改了SP的值,就可以把堆棧設置在規定的內存單元中,如在程序開始時,用一條MOV SP,#5FH指令,就是把堆棧設置在從內存單元60H開始的單元中。一般程序的開頭總有這么一條設置堆棧指針的指令,因為開機時,SP的初始值為07H,這樣就使堆棧從08H單元開始往後,而08H到1FH這個區域正是8031的第二、三、四工作寄存器區,經常要被使用,這會造成數據的混亂。不同作者編寫程序時,初始化堆棧指令也不完全相同,這是作者的習慣問題。當設置好堆棧區後,並不意味著該區域成為一種專用內存,它還是可以象普通內存區域一樣使用,只是一般情況下編程者不會把它當成普通內存用了。
六、單片機的開發過程:
這里所說的開發過程並不是一般書中所說的從任務分析開始,我們假設已設計並製作好硬體,下面就是編寫軟體的工作。在編寫軟體之前,首先要確定一些常數、地址,事實上這些常數、地址在設計階段已被直接或間接地確定下來了。如當某器件的連線設計好後,其地址也就被確定了,當器件的功能被確定下來後,其控制字也就被確定了。然後用文本編輯器(如EDIT、CCED等)編寫軟體,編寫好後,用編譯器對源程序文件編譯,查錯,直到沒有語法錯誤,除了極簡單的程序外,一般應用模擬機對軟體進行調試,直到程序運行正確為止。運行正確後,就可以寫片(將程序固化在EPROM中)。在源程序被編譯後,生成了擴展名為HEX的目標文件,一般編程器能夠識別這種格式的文件,只要將此文件調入即可寫片。在此,為使大家對整個過程有個認識,舉一例說明: 單片機試驗板
ORG 0000H LJMP START ORG 040H START: MOV SP,#5FH ;設堆棧 LOOP: NOP LJMP LOOP ;循環 END ;結束
編輯本段單片機學習
目前,很多人對匯編語言並不認可。可以說,掌握用C語言單片機編程很重要,可以大大提高開發的效率。不過初學者可以不了解單片機的匯編語言,但一定要了解單片機具體性能和特點,不然在單片機領域是比較致命的。如果不考慮單片機硬體資源,在KEIL中用C胡亂編程,結果只能是出了問題無法解決!可以肯定的說,最好的C語言單片機工程師都是從匯編走出來的編程者,因為單片機的C語言雖然是高級語言,但是它不同於台式機個人電腦上的VC++什麼的。單片機的硬體資源不是非常強大,不同於我們用VC、VB等高級語言在台式PC上寫程序,畢竟台式電腦的硬體非常強大,所以才可以不考慮硬體資源的問題。還有就是在單片機編程中C語言雖然編程方便,便於人們閱讀,但是在執行效率上是要比匯編語言低10%到20%,所以用什麼語言編寫程序是要看具體用在什麼場合下。總的來說做單片機編程要靈活使用匯編語言與C語言,讓單片機的強大功能以最高是效率展示給用戶。 以8051單片機為例講解單片機的引腳及相關功能; 《單片機引腳圖》 40個引腳按引腳功能大致可分為4個種類:電源、時鍾、控制和I/O引腳。 ⒈ 電源: ⑴ VCC - 晶元電源,接+5V; ⑵ VSS - 接地端; 註:用萬用表測試單片機引腳電壓一般為0v或者5v,這是標準的TTL電平。但有時候在單片機程序正在工作時候測試結果並不是這個值而是介於0v-5v之間,其實這是萬用表的響應速度沒這么快而已,在某一個瞬間單片機引腳電壓仍保持在0v或者5v。 ⒉ 時鍾:XTAL1、XTAL2 - 晶體振盪電路反相輸入端和輸出端。 ⒊ 控制線:控制線共有4根, ⑴ ALE/PROG:地址鎖存允許/片內EPROM編程脈沖 ① ALE功能:用來鎖存P0口送出的低8位地址 ② PROG功能:片內有EPROM的晶元,在EPROM編程期間,此引腳輸入編程脈沖。 ⑵ PSEN:外ROM讀選通信號。 ⑶ RST/VPD:復位/備用電源。 ① RST(Reset)功能:復位信號輸入端。 ② VPD功能:在Vcc掉電情況下,接備用電源。 ⑷ EA/Vpp:內外ROM選擇/片內EPROM編程電源。 ① EA功能:內外ROM選擇端。 ② Vpp功能:片內有EPROM的晶元,在EPROM編程期間,施加編程電源Vpp。 ⒋ I/O線 80C51共有4個8位並行I/O埠:P0、P1、P2、P3口,共32個引腳。 P3口還具有第二功能,用於特殊信號輸入輸出和控制信號(屬控制匯流排) 5. P3口第二功能 P30 RXD 串列輸入口 P31 TXD 串列輸出口 P32 INT0 外部中斷0(低電平有效) P33 INT1 外部中斷1(低電平有效) P34 T0 定時計數器0 P35 T1 定時計數器1 P36 WR 外部數據存儲器寫選通(低電平有效) P37 RD 外部數據存儲器讀選通(低電平有效)

❻ 一、單片機有什麼特點,為什麼成為低端控制系統的主要處理器之一

集成度高;存儲容量大;外部擴展能力強;控制功能強。 1、從內部的硬體到軟體有一套完整的按位操作系統,稱作位處理器,處理對象不是字或位元組而是位。不但能對片內某些特殊功能寄存器的某位進行處理,如傳送、置位、清零、測試等,還能進行位的邏輯運算,其功能十分完備,使用起來得心應手。 2、同時在片內RAM區間還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。 3、乘法和除法指令,這給編程也帶來了便利。很多的八位單片機都不具備乘法功能,作乘法時還得編上一段子程序調用,十分不便。」

❼ 51單片機的優缺點

一、51單片機

應用最廣泛的8位單片機當然也是初學者們最容易上手學習的單片機,最早由Intel推出,由於其典型的結構和完善的匯流排專用寄存器的集中管理,眾多的邏輯位操作功能及面向控制的豐富的指令系統,堪稱為一代「經典」,為以後的其它單片機的發展奠定了基礎。

51單片機之所以成為經典,成為易上手的單片機主要有以下特點:

特性

1、從內部的硬體到軟體有一套完整的按位操作系統,稱作位處理器,處理對象不是字或位元組而是位。不但能對片內某些特殊功能寄存器的某位進行處理,如傳送、置位、清零、測試等,還能進行位的邏輯運算,其功能十分完備,使用起來得心應手。

2、同時在片內RAM區間還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。

3、乘法和除法指令,這給編程也帶來了便利。很多的八位單片機都不具備乘**能,作乘法時還得編上一段子程序調用,十分不便。

缺點

(雖然是經典但是缺點還是很明顯的)

1、AD、EEPROM等功能需要靠擴展,增加了硬體和軟體負擔

2、雖然I/O腳使用簡單,但高電平時無輸出能力,這也是51系列單片機的最大軟肋

3、運行速度過慢,特別是雙數據指針,如能改進能給編程帶來很大的便利

4、51單片機保護能力很差,很容易燒壞晶元

應用范圍:目前在教學場合和對性能要求不高的場合大量被採用。

使用最多的器件:8051、80C51

❽ 為什麼說單片機技術已經成為電子應用系統設計最為常用的手段

這是因為單片機應用靈活,開發方便且成本低廉,可以在很多應用中以軟代硬解決原本需要大量硬線數字邏輯電路才能解決的問題,可以大大簡化硬體電路方案提高可靠性,特別隨著單片機技術的發展,各種配置及封裝類型的擴展,為在各類項目中應用單片機提供了條件,可以毫不誇張地說單片機已成為各種應用解決方案的靈魂首選。

❾ 單片機的特點及應用

基本特點如下:
1、晶元雖小,五臟俱全,是單片機主要特點之一。其內部設有程序存儲器、數據存儲器、各種介面電路。而大型的處理器運算速度較高,運算器位數較多,處理能力較強,但需要在外部配置介面電路。
2、單片機主頻一般在100MHZ以下,適合用於獨立工作的小型產品之中,引腳數量從幾個到百餘個。
3、應用簡單、靈活,可用匯編語言及C語言開發單片機產品。

例如:精控-定時程序控制器就是基於單片機技術開發的自動化控制產品。

❿ 計算機專業數字邏輯電路時序邏輯圖

現在電氣工程及其自動化的觸角已伸向各行各業,小到一個開關的設計,大到宇航飛機的研究,都有它的身影。電氣控制技術的發展走過了幾個比較有代表性的階段,了解這幾個有代表性的發展階段及其特點,對於學習電氣控制櫃的製作有很大幫助。
開關控制電器階段
早期的電氣控制都比較簡單,主要是實現電器與電源之間的通斷控制。由於當時的電器電壓不是很高,電流不是很大,所以開關普遍採用裸露的非封閉形式,因此稱為可見斷點的開關。可見斷點的開關因為其接通和斷開狀態一目瞭然,從心理上可以給人安全感,而且實際上在斷開狀態下也確實是安全的。比較有代表性的開關電器就是刀開關,至今仍然在普遍使用。
早期的刀開關一般由人直接操作,開關的通斷速度不可能很快,因此只能用於低壓且電流不太大的控制場合。因為電壓較高及電流較大的開關在接通和斷開的過程中會產生強烈的電弧,電弧會將開關的接觸部分燒壞,電弧還會危及操作者的人身安全。為了解決電弧的危害,一是在開關上採用機械速動裝置,減少產生電弧的時間;二是採用滅弧裝置,減小電弧並降低電弧的溫度;三是將開關用外殼完全封閉起來,避免對人的傷害;四是利用杠桿機構操作開關,使人處於安全位置;五是採用電動操作機構,實現開關的遠距離操控和自動控制。
為了安全起見,根據國家標准,一般電氣控制中的隔離開關應採用可見斷點的開關。對於全封閉型開關及遠距離操控開關,必須在操作器件上醒目地標示出開關接通和斷開位置。對於自動控制開關,則必須在操作後有檢測開關通斷狀態的反饋信號顯示,以確保操作的可靠性和安全性。
繼電控制電器階段
「繼電保護」是輸變電過程中的一種專門技術,是由各種繼電器及量測設備組成的保護電路,目的是保證持續不間斷供電。「繼電保護」技術的發展為電氣自動控制技術的發展奠定了基礎。
繼電控制是利用具有繼電特性的元件進行控制的自動控制系統。所謂繼電特性是指,在輸入信號作用下輸出僅為通、斷等幾個狀態的特性。由於其控制方式是斷續的,故稱為斷續控制系統。例如,電爐溫度調節中,根據爐溫是否超過規定值而斷開或接通電源。這種只有通、斷兩個狀態的控制又稱雙位式控制。繼電控制中使用的元件並不限於電磁式繼電器,也可用別的手段來實現繼電特性。例如,在雙位式溫度調節中,常採用雙金屬片作為敏感元件,溫度變化時雙金屬片因兩部分金屬的膨脹系數不同而彎曲變形,接通或斷開觸點。液壓和氣動閥等也是具有繼電特性的元件。
各種接觸器、繼電器的使用,對電氣控制技術的發展具有決定性的意義。各種接觸器、繼電器的操作方式徹底顛覆了開關設備只能近身操作的觀念,開啟了遠距離電氣操作的時代。繼電器是一種當輸入量(電、磁、聲、光、熱)達到一定值時,輸出量將發生跳躍式變化的自動控制器件。繼電器除具有開關功能外,還具有比較多的其他控制功能,這些功能為實現電氣自動控制立下了汗馬功勞。繼電器與早期的開關電器相比具有以下特點。
1.具有記憶功能
利用繼電器的接點可以連接成自保持電路,即使控制信號消失,繼電器仍然可以保持控制指令的狀態,這就是繼電器的記憶功能。繼電器的記憶功能是實現自動控制的基本條件,在電氣自動控制中應用相當普遍。
2.動作速度快
繼電器的動作一般由電磁鐵控制,其動作速度一般只有零點幾秒。繼電器的動作速度比其他機械結構的開關電器快,有利於減小電弧,用於電壓較高、電流較大的控制場合。
3.可以實現較遠距離控制
繼電器的控制迴路中電流很小,因此在控制迴路導線截面積一定的情況下,電壓降很小,所以可以進行較遠距離的控制。
4.可以實現非電量的控制
利用時間繼電器可以實現對時間的控制;利用速度繼電器可以實現對速度的控制;利用溫度繼電器可以實現對溫度的控制;利用干簧式或磁保持繼電器可以實現對磁場的控制;利用步進繼電器可以實現順序控制等。繼電器對非電量的控制,較大地擴展了電氣自動控制的應用領域。
5.具有放大作用
繼電器利用工作電流很小的控制迴路控制通斷能力很大的主接點,可以控制很大功率的電路,因此繼電器具有放大作用。
6.可以實現各種保護
1)失電壓保護和欠電壓保護
利用繼電器電磁鐵線圈在失電壓和欠電壓狀態時不能吸合的特點,實現失電壓保護和欠電壓保護。
2)過電壓保護
利用電壓繼電器可以實現過電壓保護。
3)短路保護、過電流保護和過載保護
利用熱繼電器可以實現短路保護、過電流保護和過載保護。
4)斷相保護
斷相後其餘兩相的電流必然增大,利用熱繼電器或電流繼電器可以實現斷相保護。
7.可以實現監測功能
根據每一個繼電器的控制功能,其接點連接上信號燈和電鈴,就可以顯示控制電路各個部分的工作狀態,並可以實現故障顯示、報警和監測功能。
8.擴大控制范圍
多觸點繼電器控制信號達到某一定值時,可以按觸點組的不同形式,同時換接、斷開、接通多路電路。
9.綜合信號功能
根據電氣控制邏輯的需要,將多個控制信號按規定(串聯、並聯或混聯)的形式輸入多繞組繼電器時,經過比較、綜合,實現預定的控制目標。
正是由於繼電器具有上述強大功能,自動裝置上的繼電器與其他電器一起可以組成程序控制線路,從而實現自動化運行。正是由於繼電器的出現,人類才第一次實現了電氣控制自動化。因此,繼電器的運用在電氣控制的發展史上具有里程碑的意義。
繼電器接觸式控制系統具有控制結構簡單、方便實用、易於維護、控制容量大、抗干擾能力強、價格低廉等優點,繼電控制系統的主要優點是控制裝置比較簡單。對於同樣的功率,繼電控制裝置的質量和體積在各類控制系統中是比較小的,因此廣泛應用於各類設備的電氣控制。目前,繼電器接觸式控制仍然是電氣控制設備最基本的控制形式之一,繼電器-接觸器控制系統至今仍在許多生產機械設備中廣泛採用。
繼電控制系統的主要缺點是控制的非線性。但也存在接線方式固定、靈活性差、難以適應復雜和程序可變的控制對象的要求,另外還有工作頻率低的問題。由於繼電控制系統的電氣接點太多,接點的銹蝕、燒蝕、熔合及接觸不良,使繼電控制系統的故障率較高,存在可靠性差的問題。同時繼電器的線圈耗電量很大,既不符合當代綠色環保要求,又不易實現電氣控制設備小型化的要求。
數字邏輯控制階段
開關電器和繼電器控制的實質就是開關量的控制,因為只有接通「1」和斷開「0」兩個狀態。
這里所講的數字邏輯控制階段是指,集成電路普遍採用以後,使用邏輯門電路進行的數字邏輯控制。盡管繼電控制系統也可以進行一些比較簡單的數字邏輯控制,但是由於繼電控制系統實現這些邏輯電路結構十分復雜、成本高且可靠性差,並且存在難以避免的時序上的競爭問題,要解決這一問題,對設計人員的要求很高,最終往往需要通過實驗才能解決。
在實際生產中,由於大量存在一些用開關量控制的簡單的程序控制過程,而實際生產工藝和流程又是經常變化的,因而傳統的繼電器接觸式控制系統通常不能滿足這種要求,因此曾出現了繼電器接觸控制和電子技術相結合的控制裝置,叫作順序控制器。它能根據生產需要改變控製程序,而又遠比電子計算機結構簡單、價格低廉,它是通過組合邏輯元件插接來實現繼電器接觸控制的。但裝置體積大,功能也受到一定限制。
集成電路的邏輯門晶元具有體積小、質量輕、耗電量小、工作可靠的特點。集成的各種門電路、觸發器、寄存器、編碼器、解碼器和半導體存儲器組成組合邏輯電路和時序邏輯電路廣泛應用在電氣自動控制中,並且比較成功地解決了組合邏輯電路的競爭—冒險現象。
數字邏輯控制階段最為成功的案例是數控機床的應用。為解決占機械總加工量80%左右的單件和小批量生產的自動化難題,20世紀50年代出現了數控機床。它綜合應用了數字邏輯控制、檢測、自動控制和機床結構設計等各個技術領域的最新技術成就。數控機床由控制介質、數控裝置、伺服系統和機床本體等部分組成,其中伺服系統的性能是決定數控機床加工精度和生產率的主要因素之一。
電子計算機控制階段
1971年,Intel公司設計了世界上第一個微處理器晶元Intel 4004,並以它為核心組成了世界上第一台微型計算機MCS-4。它開創了計算機應用的新時代。但是將普通PC直接移植於電氣控制系統,存在系統過於復雜、成本太高的問題。直到專門為工業控制而設計的單片機誕生,這一問題才得以解決。
1.單片機
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,而是把整個計算機系統集成到一個晶元上。概括地講,一塊晶元就是一台計算機。它的體積小、質量輕、價格便宜、軟體可修改、為應用和開發提供了便利條件。利用單片機可以實現柔性控制、通信技術、多目標控制、模擬與智能控制。
單片機雖然具有強大的功能,但是它的價格很低(一般在十元以內)。低廉的價格和強大的功能為單片機在電氣控制領域內的應用創造了條件。目前,單片機的使用領域已十分廣泛,如智能儀表、實時工控、通信設備、導航系統、家用電器等。
單片機的最小系統只用一片集成電路,它作為控制部分的核心部件,可進行簡單的運算和控制。因為它體積小,通常都藏在被控設備的「肚子」內。一個單片機系統的最低價格只有幾十元。單片機控制系統使用靈活,多用於有一定生產批量、專業性比較強、市場面不是很大的領域。因為如果市場面很大,生產批量大,就會有更加經濟的專用控制晶元生產出來。單片機控制系統比較適宜小批量生產及在舊設備技術改造中應用。
2.可編程邏輯控制器(PLC)
隨著大規模集成電路和微處理機技術的發展及應用,電氣控制技術也發生了根本性的變化,在20世紀70年代,出現了將計算機存儲技術引入順序控制器,產生了新型工業控制器—可編程序控制器(PLC),它兼備了計算機控制和繼電器控制系統兩方面的優點,故目前在世界各國已作為一種標准化通用電器普遍應用於工業自動控制領域。
可編程式控制制器技術是以硬接線的繼電器-接觸器控制為基礎,逐步發展為既有邏輯控制、計時、計數,又有運算、數據處理、模擬量調節、連網通信等功能的控制裝置。它可通過數字量或模擬量的輸入、輸出滿足各種類型設備控制的需要。可編程式控制制器及有關外部設備,均按既易於與工業控制系統組成一個整體,又易於擴充其功能的原則設計。可編程式控制制器已成為生產機械設備中開關量控制的主要電氣控制裝置。
可編程邏輯控制器(PLC)是利用單片機技術由模仿原繼電器控制原理發展起來的,20世紀70年代的PLC只有開關量邏輯控制,首先應用的是汽車製造行業。它用來存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和運算等操作的指令,並通過數字輸入和輸出操作,來控制各類機械或生產過程。用戶編制的控製程序表達了生產過程的工藝要求,並事先存入PLC的用戶程序存儲器中。運行時按存儲程序的內容逐條執行,以完成工藝流程要求的操作。PLC的CPU內有指示程序存儲地址的程序計數器,在程序運行過程中,每執行一步該計數器自動加1,程序從起始步(步序號為零)起依次執行到最終步(通常為END指令),再返回起始步循環運算。PLC每完成一次循環操作所需的時間稱為一個掃描周期。
不同型號的PLC,循環掃描周期在1μs到幾十μs之間。PLC用梯形圖編程,在計算邏輯方面,表現出快速的優點,掃描周期在微秒量級,計算1KB邏輯程序用時不到1ms。它把所有的輸入都當成開關量來處理,16位(也有32位的)為一個模擬量。大型PLC使用另外一個CPU來完成模擬量的運算,把計算結果傳送給PLC的控制器。
對於相同I/O點數的系統,用PLC比用計算機集中控制系統(DCS)的成本要低一些(大約能省40%)。PLC沒有專用操作站,它用的軟體和硬體都是通用的,所以維護成本比DCS要低很多。一個大型的PLC控制器可以接收幾千個I/O點(最多可達8000多個I/O)。如果被控對象主要是設備連鎖、迴路很少,採用小型PLC較為合適。PLC由於採用通用軟體,在設計企業的管理信息系統方面要容易一些。
通用PLC應用於專用設備時,可以認為它就是一個嵌入式控制器,但PLC相對一般嵌入式控制器而言具有更高的可靠性和更好的穩定性。可編程式控制制器作為離散控制的首選產品,以微處理器為核心,通過軟體手段實現各種控制功能。它具有通用性強、可靠性高、能適應惡劣的工業環境、指令系統簡單、編程簡便易學、易於掌握、體積小、維修工作少、現場連接安裝方便等一系列優點,正逐步取代傳統的繼電器控制系統,廣泛應用於各個行業的控制中。

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