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單片機是什麼工作呀

發布時間:2022-10-02 02:25:50

單片機的作用是什麼

單片機是指一個集成在一塊晶元上的完整計算機系統。盡管他的大部分功能集成在一塊小晶元上,但是它具有一個完整計算機所需要的大部分部件:CPU、內存、內部和外部匯流排系統,目前大部分還會具有外存。同時集成諸如通訊介面、定時器,實時時鍾等外圍設備。而現在最強大的單片機系統甚至可以將聲音、圖像、網路、復雜的輸入輸出系統集成在一塊晶元上。
單片機也被稱為微控制器(Microcontroler),是因為它最早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提及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的提高。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最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機和其他計算的綜合,甚至比人類的數量還要多。

⑵ 單片機是什麼用來干什麼

單片機也被稱為微控制器,是因為它最早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。
單片機就是做控制用的,把一個程序寫到單片機晶元里,讓單片機自動控制某個東西。它其實是簡化的計算機系統。
就是一個嵌入式小晶元,通過編程可以達到一些用戶想要實現的功能。

⑶ 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(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。

硬體特徵

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。

⑷ 單片機是怎麼工作的

單片機就是一個電腦,只不過是微型的,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(比如家用PC)的主要區別。它內部也有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。
單片機是靠程序工作的,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。
單片微型計算機簡稱單片機,是典型的嵌入式微控制器,單片機由運算器,控制器,存儲器,相當於一個微型的計算機(最小系統),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,
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。 汽車上一般配備40多部單片機。

⑸ 單片機是怎麼工作的呢

一台能夠工作的計算機要有這樣幾個部份構成:cpu(進行運算、控制)、ram(數據存儲)、rom(程序存儲)、輸入/輸出設備(例如:串列口、並行輸出口等)。在個人計算機上這些部份被分成若干塊晶元,安裝一個稱之為主板的印刷線路板上。
而在單片機中,這些部份,全部被做到一塊集成電路晶元中了,所以就稱為單片(單晶元)機,而且有一些單片機中除了上述部份外,還集成了其它部份如a/d,d/a等。
拿到一塊晶元,想要使用它,首先必須要知道怎樣連線1、
電源:這當然是必不可少的了。單片機使用的是5v電源
2、
振蒎電路:單片機是一種時序電路,必須提供脈沖信號才能正常工作,內部已集成了振盪器,使用晶體振盪器,接18、19腳。只要買來晶振,電容,連上就可以了。
單片機內部結構分析
我們來思考一個問題,當我們在編程器中把一條指令寫進單片要內部,然後取下單片機,單片機就可以執行這條指令,那麼這條指令一定保存在單片機的某個地方,並且這個地方在單片機掉電後依然可以保持這條指令不會丟失,這是個什麼地方呢?這個地方就是單片機內部的只讀存儲器即rom(read
only
memory)。為什麼稱它為只讀存儲器呢?剛才我們不是明明把兩個數字寫進去了嗎?rom是一種電可擦除的rom,稱為flash
rom,在特殊的條件下由外部設備對rom進行寫的操作,在單片機正常工作條件下,只能從那面讀,不能把數據寫進去,所以我們還是把它稱為rom。
至此,一個單片機就接好,通上電,單片機就開始工作了。
單片機的工作原理很簡單,就是聽取電腦給它設置的指令並在外部輔助電路和設備的幫助下完成相應的動作,以達到某種目的。這個指令一般來說是匯編或者是c語言。簡單的說,單片機是一種可以輸入程序的微型計算機,它是一種集成外電路塊的外形出現的。

⑹ 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。

⑺ 單片機是干什麼用的

單片機(Micro Control Unit),全稱微型控制單元,字面意思就是一個微型的計算機系統。

單片機其實就是一塊微處理器晶元,它有若干引腳,如電源引腳、時鍾引腳(也許有)、通信引腳、輸入輸出引腳等;單片機晶元內部集成了時鍾、存儲器、運算器、模數轉換器件(也許有)等部件。

單片機基本就是一個小的功能減少的計算機,能讀取在輸入引腳上的電信號和在引腳上輸出特定的電平信號,並通過往單片機裡面寫程序,配合外部介面,能實現定時、計數、數學運算、邏輯運算、順序動作、通信等功能。

單片機的用途

1、工業控制。可用於可靠性要求不高、成本控制和體積要求嚴格的工業環境,構建自動化控制系統,例如流水線計數和控制、參數檢測(如採集壓力、流量等參數)、自動化控制(如命令閥門動作、電機調速等)等;

2、小型設備、儀器等的處理器。生活和生產中有很多設備需要用到處理器,進行數據處理、分析計算、控制等,可以用單片機作為微處理器來開發這樣的設備,如用單片機為處理器來做一個小型儀器,做個報警器,等等都是可以的;

3、機電設備的控制器。不少的機電設備的控制器是基於單片機開發的,用於控制設備的運行與監視等,如全自動洗衣機的控制器,汽車的控制器,電梯的控制器等,都能經常看到單片機的身影;

4、其他。與電控相關的、需要自動化的裝置,單片機大多數時候也都可以勝任。

⑻ 單片機是什麼

單片機是典型的嵌入式微控制器(Microcontroller Unit),由運算器,控制器,存儲器,輸入輸出設備等構成,相當於一個微型的計算機。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;已經從上世紀80年代的4位、8位單片機,發展到現在的32位甚至64位的高速單片機。[1]

中文名
單片機
外文名
Microcontroller Unit
性質
嵌入式微控制器
優點
體積小、質量輕、價格便宜
組成
運算器、控制器、存儲器、輸入輸出設備
種類
3種
類別
電路晶元
相關概述
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。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。單片機由運算器,控制器,存儲器,輸入輸出設備構成,相當於一個微型的計算機(最小系統),和計算機相比,單片機缺少了外圍設備等。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。它最早是被用在工業控制領域。


單片機
由於單片機在工業控制領域的廣泛應用,單片機由僅有CPU的專用處理器晶元發展而來。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8080是最早按照這種思想設計出的處理器,當時的單片機都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8051,此後在8051上發展出了MCS51系列單片機系統。因為簡單可靠而性能不錯獲得了很大的好評。盡管2000年以後ARM已經發展出了32位的主頻超過300M的高端單片機,直到現在基於8051的單片機還在廣泛的使用。在很多方面單片機比專用處理器更適合應用於嵌入式系統,因此它得到了廣泛的應用。事實上單片機是世界上數量最多處理器,隨著單片機家族的發展壯大,單片機和專用處理器的發展便分道揚鑣。

現代人類生活中所用的幾乎每件有電子器件的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子產品中都含有單片機。 汽車上一般配備40多片單片機,復雜的工業控制系統上甚至可能有數百片單片機在同時工作。

應用分類
單片機作為計算機發展的一個重要分支領域,根據發展情況,從不同角度單片機大致可以分為通用型/專用型、匯流排型/非匯流排型及工控型/家電型。

通用/專用型
這是按單片機適用范圍來區分的。例如,80C51是通用型單片機,它不是為某種專用途設計的;專用型單片機是針對一類產品甚至某一個產品設計生產的,例如為了滿足電子體溫計的要求,在片內集成ADC介面等功能的溫度測量控制電路。

匯流排型/非匯流排型
這是按單片機是否提供並行匯流排來區分的。匯流排型單片機普遍設置有並行地址匯流排、數據匯流排、控制匯流排,這些引腳用以擴展並行外圍器件都可通過串列口與單片機連接,另外,許多單片機已把所需要的外圍器件及外設介面集成一片內,因此在許多情況下可以不要並行擴展匯流排,大大減省封裝成本和晶元體積,這類單片機稱為非匯流排型單片機。

工控型/家用型
這是按照單片機大致應用的領域進行區分的。一般而言,工控型定址范圍大,運算能力強;用於家電的單片機多為專用型,通常是小封裝、低價格,外圍器件和外設介面集成度高。 顯然,上述分類並不是惟一的和嚴格的。例如,80C51類單片機既是通用型又是匯流排型,還可以作工控用。

相關歷史
單片機誕生於20世紀70年代末,經歷了SCM、MCU、SoC三大階段。

起初模型


單片機
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。
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。

SoC即嵌入式系統(System on Chip)尋求應用系統在晶元上的最大化解決使得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越來越大的發展。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

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。

⑼ 單片機的主要工作原理什麼

單片機原理是指一種在線式實時控制計算機的原理方式。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(比如家用PC)的主要區別。
單片機就是一個微型電腦,它是靠程序工作的,並且可以修改。通過不同的程序實現不同的功能。
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。

(9)單片機是什麼工作呀擴展閱讀:
單片機正常工作的三大條件:
1、單片機供電電源正常
供電電源是單片機工作的首要條件,如果電源都不正常,那單片機肯定不能正常工作,所以我們在測試任何產品之前首要的工作就是測量晶元及產品的供電電源。
出現電源不正常的情況,主要查找以下幾點:電源供電是否正常、晶元是否存在短路現象、晶元的電源管腳是否虛焊或者漏焊、晶元的電源管腳是否有開路現象。
2、單片機復位管教不能出現復位信號
單片機一直處於復位狀態,那麼單片機的程序肯定運行不正常,所以在遇到單片機不能正常工作且電源正常的情況下,就需要測量一下單片機的復位管腳是否有復位信號出現,不同的單片機的復位信號是不同的。
3、晶振是否起振
引起晶振起振的原因很多,包括晶振頻率選擇、電容的選擇,如果晶振不起振主要查找以下幾點:晶振是否與單片機的典型應用電路上使用的晶振頻率不一致。
參考資料來源:網路-單片機

⑽ 單片機的工作原理,用途和特點是什麼

單片機的工作原理與計算機CPU的工作原理是一樣的,主要是利用片內的半導體存儲器存放用戶的程序和數據,單片機的核心中央微處理器CPU中有指令寄存器、指令解碼器,程序計數器等部件,由程序計數器尋找下一條要執行的指令,找到後,將指令送給指令寄存器,再由指令解碼器翻譯執行該指令,完成對指令功能的操作。
一句話:單片機的工作就是不斷地取指令、分析指令、執行指令的循環過程。按預先編寫的程序執行,以達到用戶期待的結果。
單片機主要用途是做生產設備的控制器,做智能儀表的核心部件,由於單片機體積微小,可以植入任何一個設備和儀表當中,因此它也是嵌入式技術的核心部件。
例如:
1 做為手機的內核,用來自動收接簡訊,管理用戶的圖片、文本等,還可以上網等,負責與運營商的主機交換信息。
2 智能煤氣表的核心,可以採用MSP430美國的德州儀器生產的單片機,功耗極低,耗電在幾微安,可以應用在石油化工煤氣等防爆等級高的場合。
3美國的微星公司生產的PIC單片機功耗也低,是16位的,採用的是精簡指令,使用方便,可以作為流量計量設備的核心運算器件。
4應用在數控車床做為控制核心使用,可以接受圖形指令,自動完成對工件的加工工作。
總之,單片機的用途很多,我們看見的只是冰山的一角。
單片機的特點: 體積小、可靠性高、價格低、功耗小 等

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