① 單片機原理及應用
單片機原理是單片機主要由運算器、控制器和寄存器三大部分構成。其中,運算器由算術邏輯單元(ALU)、累加器、寄存器等構成。
首先累加器和寄存器向ALU輸入兩個8位源數據,其次ALU完成源數據的邏輯運算,最後將運算結果存入寄存器中;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構成,是一個下達命令的「組織」,用於協調整個系統各部分之間的運作。
寄存器主要有累加器A、數據寄存器DR、指令寄存器IR、指令解碼器ID、程序計數器PC、地址寄存器AR等。
單片機具體在各個領域的應用如下:
1,在儀器儀表領域,一旦採用單片機對其進行控制,便使得儀器儀表變得數字化、智能化、微型化,且其功能更加強大。
2,在家用電器領域,已廣泛實現了家用電器的單片機控制,如電飯煲、電冰箱、空調、彩電、音響等等。
3,在網路通信領域,手機、小型程式控制交換機、樓宇自動通信呼叫系統等等都已實現了單片機控制,且單片機普遍具備通信介面,使得通信設備可以方便地與計算機之間進行數據通信。
4,在工業控制領域,可以使用單片機構成多種多樣的控制系統,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。
5,在醫療設備領域,單片機也極大的實現了它的價值,已廣泛應用於各種分析儀、監護儀、病床呼叫系統、醫用呼吸機等醫療設備中。
② 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。
③ 智慧太陽能電輔供暖是用單片機實現的嗎
這只是電源方案。與單片機方面關系不大。鋰電池升壓5V,沒什麼問題,很多成熟的電路可以直接套用。而太陽能降壓給鋰電池充電方案不可取。由於太陽能電池發電電壓與光照關系很大穩定性差。所以需要開關穩壓管理電路。同時與鋰電池泄充電管理組合為好。
④ 單片機有哪些主要應用
單片機從她誕生之日起,永葆青春,令我們電子工程師們一代接一代的時刻暗戀著她。以致單片機被廣泛應用於儀器儀表、工業自動控制、家用電器、醫用設備、辦公自動化設備、安全監控等領域,涵蓋了人類生活的方方面面。單片機的應用,使電路設計重心由硬體設計(傳統電路設計)向軟體設計(微控制技術)轉移。傳統電路設計的缺點在於,設計比較復雜的控制電路時,其硬體電路非常復雜,開發周期長,消耗較大的人力、物力和財力,有些智能控制電路用傳統電路設計根本無法實現,特別是直觀的人機交互界面。現在用單片機通過軟體編程就能輕而易舉實現了。電路簡單、功能強大、質量可靠,這就是單片機被廣泛是使用的根本原因。在我們的生活里,電器更新換代頻繁、體積越來越小巧、控制越來越智能、功能越來越強大、質量越來越可靠,這都是單片機嵌入應用的結果。
一、在智能儀器儀表上的應用
單片機廣泛應用於儀器儀表中,實現模擬量和數字量的轉換和處理。通過感測器,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、距離、硬度、元素、壓力、重力、音量、光亮、波形、磁感應等物理量的測量。採用單片機控制使得儀器儀表數字化、智能化、微型化、直觀化,還能通過單片機串口通信實現遠程測量和數據採集。
二、工業自動化領域的應用
在工業控制中,如工業過程自動控制、過程自動監測、過程數據採集、工業控制器、工業現場聯網通信及機電一體化自動控制系統等,都離不開單片機。在比較復雜的大型工業控制系統中,用單片機可以實現智能控制、智能數據採集、遠程自動控制,現場自動管理,真正實現工業自動化。如工業機器人的控制系統是由中央控制器、感覺系統、行走系統、擒拿系統等節點構成的多機網路系統,而其中每一個小系統都是由單片微機進行控制的。
三、在家用電器的應用
四、在計算機通信領域和安全監控系統中的應用
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,為在計算機和設備的通信提供了技術條件。如電話機及其監控設備,樓宇自動通信呼叫系統、煙火報警系統和攝像監控系統,無線有線對講系統等等。
五、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、分析儀、監護儀、診斷設備及病床呼叫系統等等。
六、在汽車電子產品中的應用
現代汽車的集中顯示系統、動力、速度、壓力監測控制系統、自動駕駛系統、導航系統、安全保護系統、通信系統和運行監視器(黑匣子)等都是單片機的功勞。
七、在辦公自動化設備中的應用
現代辦公室使用的大量通信和辦公設備多數嵌入了單片機。如列印機、復印機、傳真機、繪圖機、考勤機、電話以及通用計算機中的鍵盤解碼、磁碟驅動等。
八、在商業營銷設備中的應用
在商業營銷系統中已廣泛使用的led信息顯示屏、電子稱、收款機、條形碼閱讀器、ic卡刷卡機、計程車計價器以及倉儲安全監測系統、商場保安系統、空氣調節系統、冷凍保險系統等都採用了單片機控制。
此外,單片機在工商、金融、科研、教育、國防、航空航天等領域也有著廣泛的應用。
單片機的廣泛應用不僅讓我們享受到新型電子產品和新技術帶來的貼心服務,也使我們的生活環境變得安全、舒適、便捷;有了單片機作主控,我們的生產生活工具更加先進和智能,減輕勞動強度的同時提高了工作效率和安全系數。
可見,我們的生活離不開單片機,單片機也正在改變我們的生活。
⑤ 什麼是單片機,有什麼用
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,學習使用單片機是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)。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。 單片機的應用領域 : 1.單片機在智能儀器儀表中的應用; 2.單片機在工業測控中的應用; 3.單片機在計算機網路和通訊技術中的應用; 4.單片機在日常生活及家電中的應用; 5.單片機在辦公自動化方面。 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。
⑥ 單片機可以做什麼事
單片機,又稱微處理器,他將一個系統所需要的RAM,Rom ,CPU等相關外設集成在一塊集成電路上,我們通過匯編語言或者C語言寫成我們需要的程序下載到單片機中運行,其實無論哪種單片機無非都是在控制自己的相關IO高低變化從而達到控制外設的目的。
在學習單片機的過程中,大部分人也是從點亮一個LED 燈泡開始的,完後時流水燈,控制繼電器,在然後就是各種協議,IIC,,spi,usart等。
S7200-plc
例如有這么一個控制系統,要求光電檢測物體,當光電檢測到物體到來時,接近感測器隨機檢測物體是否為金屬,當為金屬時系統不做處理,當不為金屬時系統輸出報警型號,控制報警器工作3S後關閉報警器,提示人工挑揀。
方法如下:
1、利用幾點器加延時繼電器進行設計,完全可以達到要求,成本也不是很高。
2、採用PLC,更加簡單,一個梯形圖外加幾個繼電器就搞定,但是成本高了,而且對於PLC的IO口來說一種浪費。
3、採用單片機:我們將光電採集的信號進入單片機的外部中斷,在中斷程序中判斷接近感測器的電平變化,沒有信號就不是金屬物體,我們輸出一個電平信號用定時器延時3秒就可以,而且成本低廉。
接下來我們對此系統進行擴展,加入一個1602液晶顯示屏成本10元以內,在液晶上我們對經過光電的物體進行技術,顯示出非金屬物體有過少個,我們還可以加入按鍵來隨時調節報警輸出時間。成本基本無變化。如果我們用PLC的話,就需要加HDMI,組態。
(6)單片機在供暖領域應用擴展閱讀:
單片機分類標准①:通用性
按通用性可分為:通用型/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。
單片機分類標准②:匯流排結構
按匯流排結構可分為: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。
單片機分類標准③:應用領域
按應用領域可分為:家電類,工控類,通信類,個人信息終端類等等
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。
單片機分類標准④:數據匯流排位數
按單片機數據匯流排位數可分為:4位、8位、16位和32位單片機
4位單片機結構簡單,價格便宜,非常適合用於控制單一的小型電子類產品,如PC機用的輸入裝置(滑鼠、游戲桿)、電池充電器、遙控器、電子玩具、小家電等。 2. 8位單片機。
8位單片機是目前品種最為豐富、應用最為廣泛的單片機,目前,8位單片機主要分為51系列及和非51系列單片機。51系列單片機以其典型的結構,眾多的邏輯位操作功能,以及豐富的指令系統,堪稱一代「名機」。
16位單片機 16位單片機操作速度及數據吞吐能力在性能上比8位機有較大提高。目前,應用較多的有TI的MSP430系列、凌陽SPCE061A系列、Motorola的68HC16系列、Intel的MCS-96/196系列等。
32位單片機 與51單片機相比,32位單片機運行速度和功能大幅提高,隨著技術的發展以及價格的下降,將會與8位單片機並駕齊驅。32位單片機主要由ARM公司研製,因此,提及32位單片機,一般均指ARM單片機。
嚴格來說,ARM不是單片機,而是一種32位處理器內核,實際中使用的ARM晶元有很多型號,常見的ARM晶元主要有飛利浦的LPC2000系列、三星的S3C/S3F/S3P系列等。
⑦ 單片機主要應用在哪些領域
單片機主要用在家用電器簡單控制,玩具控制,還有教學應用等,成本低,入門應用等方面用得很多。
⑧ 單片機的應用領域
單片機的使用領域已十分廣泛,如儀器儀表、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。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。
1、單片機可用於從計算器到高端復雜(如心臟監測器)的基本儀器。幾乎所有電子醫療設備,如血壓計,血糖儀和血氧飽和度計都有先進的單片機。
2、國防部門使用的復雜電子武器也包含單片機。反坦克導彈,地對空導彈以及現在軍方使用的一些槍支都會在其電子電路中裝有單片機。
3、日常生活中的電子玩具也包含單片機。由於單片機的集成,玩具變得更加有趣並且已經為孩子們提供了一個巨大的教育平台。迷你機器人玩具,遙控車,直升機和飛機是使用單片的產品。
4、廚房和家裡使用的設備,如冰箱,電視,收音機,洗衣機,洗碗機甚至加濕器,都存在單片機。單片機在改善我們日常生活質量方面具有巨大的影響力。
單片機(Microcontrollers)又稱單片微控制器,是一種集成電路晶元。它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。
⑨ 單片機的應用領域
單片機的應用領域如下:
1、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。