⑴ stm32單片機
STM32屬於arm內核的一個版本,比傳統的51單片機高級多了,有很多資源是51不具備的,如usb控制器。而且已經廢除了機器周期什麼的,速度不是51能比的。
單片機是嵌入式系統中最常用的核心部件,stm32本質上也是一種單片機。從事嵌入式方面工作,如果有一定的基礎,可以從STM32單片機入手,如果沒有基礎,可以從51單片機入手。51單片機是基礎入門的一個單片機,還是應用最廣泛的一種。
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。
⑵ 單片機的應用領域有哪些有什麼作用
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。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。
⑶ 單片機在電子技術中的應用
單片機在電子技術中的應用有以下幾點:
1、在家用電器領域的應用:現在在家用電器的更新、市場開拓等方面,單片機的應用越來越廣泛,比如電子玩具或者高級的電視游戲機中,會應用單片機實現其控制功能;而洗衣機可以利用單片機識別衣服的種類與臟污程度,從而自動選擇洗滌強度與洗滌時間;在冰箱冷櫃中採用單片機控制可以識別食物的種類與保鮮程度,實現冷藏溫度與冷藏時間的自動選擇;微波爐也可以通過單片機識別食物種類從而自動確定加熱溫度與加熱時間等等,這些家用電器在應用單片機技術後,無論是性能還是功能,與傳統技術相比均有長足的進步。
2,在醫用設備領域的應用:現代醫療條件越來越發達,人們對醫療滅菌消毒技術也越來越重視,但是一些偏遠地區的小醫院、小診所其消毒滅菌設備還十分簡陋,無法有效的控制消毒質量。隨著單片機技術的發展,其體積較小、功能強大、具有靈活的擴展性、應用方便的特點也越來越突出,因此在醫用呼吸機、分析儀與監護儀、超聲診斷設備、病床呼叫系統等設備中得到了廣泛的應用。
3,在工業控制領域的應用:其實最早的單片機正是從工業領域開始興起的,至今其在工業控制領域的應用仍然十分廣泛,利用單片機技術構成多種多樣的數據採集系統與智能控制系統,比如工廠流水線的智能化管理、智能化電梯、報警系統等等,均是通過單片機技術與計算機聯網構成二級控制系統。
4,在儀器儀表領域的應用:單片機具備集成度高、體積小、較強的控制功能與擴展的靈活性等特點,並且處理速度快,具有較高的可靠性,所以在智能儀器儀表領域其應用也十分廣泛。從某種程度而言,單片機帶動了傳統測量、控制儀器儀表技術的一項革命,通過單片機技術實現了儀器儀表技術的數字化、智能化、綜合化以及多功能化,與傳統的電子電路或者數字電路相比,其功能更強大,綜合性更突出。
關於單片機:
單片機(Microcontrollers)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。
⑷ AVR32單片機的介紹
AVR32單片機是ATMEL公司在2006年繼AVR(8-BIT MCU)之後推出的,由ATMEL公司獨立研發(這點與ARM不同),它也不同於其它32位的ARM。AVR(8-BIT MCU)是1997年由ATMEL公司挪威設計中心的A先生與V先生利用ATMEL公司的Flash新技術,共同研發出RISC精簡指令集的高速8位單片機。
⑸ 單片機主要應用於哪些領域
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。
1、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)。
2、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。
3、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。
4、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。
5、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。
單片機(Microcontrollers)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。
1、通用型
這是按單片機(Microcontrollers)適用范圍來區分的。例如,80C51式通用型單片機,它不是為某種專門用途設計的;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。
2、匯流排型
這是按單片機(Microcontrollers)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。
3、控制型
這是按照單片機(Microcontrollers)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。
⑹ 單片機的主要用途
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。
1、智能儀器
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)。
2、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。
3、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。
4、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。
5、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。
(6)32單片機的應用背景擴展閱讀:
單片機誕生於1971年,經歷了SCM、MCU、SoC三大階段,早期的SCM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MCU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。高端的32位Soc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。
⑺ stm32單片機能幹嘛
STM32產品廣泛應用於工業控制、消費電子、物聯網、通訊設備、醫療服務、安防監控等應用領域,其優異的性能進一步推動了生活和產業智能化的發展。
⑻ 單片機開發板的發展背景簡介
單片機技術自發展以來已走過了近20年的發展路程 。小到遙控電子玩具,大到航空航天技術等電子行業都有單片機應用的影子。針對單片機技術在電子行業自動化方面的重要應用,為滿足廣大學生、愛好者、產品開發者迅速學會掌握單片機這門技術,於是產生單片機開發板也稱單片機學習板、單片機實驗板。比較有名的例如電子人DZR-01A單片機開發板。 常見配套資源如下:
1、硬體實驗板及其配件如:連接線、CPU晶元、流水燈、點陣顯示、ds18b20溫度檢測、彩色TFT液晶屏,SD卡,游戲開發(推箱子游戲)、收音機、mp3解碼等。
2、實驗程序源碼,包含匯編源程序、C語言源程序。
3、電路原理圖、PCB電路圖。
4、實驗手冊、使用手冊。
5、針對單片機開發板的詳細講解視頻。
6、附加PCB設計製作、VB軟體開發等計算機學習資料。 1、8個LED燈,可以練習基本單片機IO操作,在其他程序中可以做指示燈使用。
2、2個四聯8段數碼管,顯示溫度數據,HELLO歡迎詞、時鍾等。
3、高亮8*8點陣,如練習數字,字母,圖片顯示,或者小游戲的開發如貪吃蛇等。
4、4個獨立按鍵,可以配置為中斷鍵盤,為程序的按鍵掃描節省更多的時間。
5、8個AD按鍵,主要設計為游戲開發如推箱子等,去掉了矩陣鍵盤,AD鍵盤在實際中的應用相當廣泛,如電視機加減搜台等都是採用AD鍵盤,一根AD線可以擴展幾百個按鍵,更接近工程。
6、PCF8591具有AD/DA功能,其採用IIC匯流排協議,可練習IIC匯流排的操作。
7、DS18B20:單線多點檢測支持。
8、光敏電阻測試光線強度,感受白天黑夜的區別。
9、FM收音機:能接收80M到110MHz之間的FM頻段。可實現自動搜台和手動搜台。
10、DS1302時鍾晶元提供實時時鍾,帶3V電池,在掉電的情況下,時鍾仍然可以繼續運行。
11、可讀寫SD卡文件系統,保存數據顯示到TFT液晶屏等。
12、繼電器可以控制高電壓的設備,高壓危險,請小心使用。
13、直流電機介面,控制直流電機。
14、步進電機介面,控制步進電機運行。
15、蜂鳴器,可以做電子琴、音樂發聲等。
16、74HC595晶元練習串列轉並行數據擴展。
17、74HC573鎖存擴展晶元,可以擴展介面。
18、ULN2003電機驅動晶元。(這里用它來驅動步進電機,直流電機,繼電器和蜂鳴器)
19、MAX232串口數據傳輸延長發送距離。(可與計算機通信,同時也可做為STC單片機下載程序的介面)
20、PL2303下載單片機,一線下載,直接的USB下載方式,高速下載。
21、TFT液晶屏,單片機也可以控制彩屏了,讓你的學習充滿樂趣
22、nRF24L01無線數據傳輸晶元介面,可以插nRF24L01晶元,做高速無線數據傳輸。
23、LCD1602液晶介面,字元液晶兩行,每行可以顯示16個字元。
24、LCD12864帶字型檔液晶介面。
25、LCD12864圖形液晶介面。
26、DS18B20單線多點溫度採集介面。一根線上便可拓展多個DS18B20溫度感測器,先提供兩個。
27、提供ISP下載介面,可下載AVR、AT的單片機。支持AVR單片機。
28、40針擴展介面,可以無限擴展。以後的DZR-01A開發板配件將從此埠擴展出去。
29、PS2滑鼠鍵盤介面。配合紅外遙控器甚至可以遙控我們的電腦!(配常式)
30、AVR/51復位按鍵。可以復位51 STC AVR單片機,全部支持
31、TEA5767的IIC匯流排控制。學習IIC控制
32、SD卡的SPI匯流排控制。擴展大容量存儲器
33、紅外遙控接收器,可採集紅外遙控發出的信號,可使用遙控信號控制其他設備。
34、外接5V供電電源座。
35、RXD、TXD、POWER電源指示燈
36、40PIN緊鎖座(非常方便單片機晶元的取放)
37、帶LM1117-3.3穩壓晶元(為彩屏液晶,SD卡和無線模塊供電)
38、USB供電(USB可以提供500MA的電流,完全能滿足開發板的需求了)
39、預留電源+5V,GND介面各四個(方便用戶擴展其他外圍電路時取電和共地)
⑼ 幫忙找些論文資料,題目簡述單片機的主要應用領域及幾種典型應用結構和應用軟體結構
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。
單片機介紹
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。
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。
單片機是靠程序的,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。
單片機的應用領域
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。
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,從電飯褒、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。
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。
學習應中六大重要部分
單片機學習應中的六大重要部分
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,所以就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,因為這通常這會導致系統的崩潰。
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,就時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,這會造成數據的渾亂。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:
ORG 0000H
LJMP START
ORG 040H
START:
MOV SP,#5FH ;設堆棧
LOOP:
NOP
LJMP LOOP ;循環
END ;結束
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。
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流一般為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,其實這之是萬用表反映沒這么快而已,在某一個瞬間單片機引腳電流還是保持在0v或者5v的。
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)
⑽ 單片機的發展應用
單片機的應用在後PC時代得到了前所未有的發展,但對處理器的綜合性能要求也越來越高。綜觀單片機的發展,以應用需求為目標,市場越來越細化,充分突出以「單片」解決問題,而不像多年前以MCS51/96等處理器為中心,外擴各種介面構成各種應用系統。單片機系統作為嵌入式系統的一部分,主要集中在中、低端應用領域(嵌入式高端應用主要由DSP、ARM、MIPS等高性能處理器構成),在這些應用中,目前也出現了一些新的需求,主要體現在以下幾個方面:
(1)以電池供電的應用越來越多,而且由於產品體積的限制,很多是用鈕扣電池供電,要求系統功耗盡可能低,如手持式儀表、水表、玩具等。
(2)隨著應用的復雜,對處理器的功能和性能要求不斷提高。既要外設豐富、功能靈活,又要有一定的運算能力,能做一些實時演算法,而不僅僅做一些簡單的控制。
(3)產品更新速度快,開發時間短,希望開發工具簡單、廉價、功能完善。特別是模擬工具要有延續性,能適應多種MCU,以免重復投資,增加開發費用。
(4)產品性能穩定,可靠性高,既能加密保護,又能方便升級。
-------------------------------------------------
1 單片機技術的發展特點
自單片機出現至今,單片機技術已走過了近20年的發展路程。縱觀20年來單片機發
展歷程可以看出,單片機技術的發展以微處理器(MPU)技術及超大規模集成電路技術的發
展為先導,以廣泛的應用領域拉動,表現出較微處理器更具個性的發展趨勢。
單片機長壽命 這里所說的長壽命,一方面指用單片機開發的產品可以穩定可靠地工作
十年、二十年,另一方面是指與微處理器相比的長壽命。隨著半導體技術的飛速發展,
MPU更新換代的速度越來越快,以386、486、586為代表的MPU,很短的時間內就被淘汰出
局,而傳統的單片機如68HC05、8051等年齡已有15歲,產量仍是上升的。這一方面是由
於其對相應應用領域的適應性,另一方面是由於以該類CPU為核心,集成以更多I/O功能
模塊的新單片機系列層出不窮。可以預見,一些成功上市的相對年輕的CPU核心,也會隨
著I/O功能模塊的不斷豐富,有著相當長的生存周期。新的CPU類型的加盟,使單片機隊伍
不斷壯大,給用戶帶來了更多的選擇餘地。
8位、16位、32位單片機共同發展 這是當前單片機技術發展的另一動向。長期以來,單
片機技術的發展是以8位機為主的。隨著移動通訊、網路技術、多媒體技術等高科技產品
進入家庭,32位單片機應用得到了長足發展。以Motorola 68K為CPU的32位單片機97年的
銷售量達8千萬枚。過去認為由於8位單片機功能越來越強,32位機越來越便宜,使16位
單片機生存空間有限,而16位單片機的發展無論從品種和產量方面,近年來都有較大幅
度的增長。
單片機速度越來越快 MPU發展中表現出來的速度越來越快是以時鍾頻率越來越高為標志
的。而單片機則有所不同,為提高單片機抗干擾能力,降低雜訊,降低時鍾頻率而不犧
牲運算速度是單片機技術發展之追求。一些8051單片機兼容廠商改善了單片機的內部時
序,在不提高時鍾頻率的條件下,使運算速度提高了很多,Motorola單片機則使用了瑣
相環技術或內部倍頻技術使內部匯流排速度大大高於時鍾產生器的頻率。68HC08單片機使
用4.9M外部振盪器而內部時鍾達32M,而M68K系列32位單片機使用32K的外部振盪器頻率
內部時鍾可達16MHz以上。
低電壓與低功耗 自80年代中期以來,NMOS工藝單片機逐漸被CMOS工藝代替,功耗得以
大幅度下降,隨著超大規模集成電路技術由3μm工藝發展到1.5、1.2、0.8、0.5、0.35
近而實現0.2μm工藝,全靜態設計使時鍾頻率從直流到數十兆任選,都使功耗不斷下降
。Motorola 最近推出任選的M.CORE 可在1.8V電壓下以50M/48MIPS全速工作,功率約為
20mW。幾乎所有的單片機都有Wait、Stop等省電運行方式。允許使用的電源電壓范圍也
越來越寬。一般單片機都能在3到6V范圍內工作,對電池供電的單片機不再需要對電源采
取穩壓措施。低電壓供電的單片機電源下限已由2.7V降至2.2V、1.8V。0.9V供電的單片
機已經問世。
低雜訊與高可靠性技術 為提高單片機系統的抗電磁干擾能力,使產品能適應惡劣的工
作環境,滿足電磁兼容性方面更高標準的要求,各單片機商家在單片機內部電路中採取
了一些新的技術措施。如美國國家半導體NS的COP8單片機內部增加了抗EMI電路,增強了
「看門狗」的性能。Motorola也推出了低雜訊的LN系列單片機。
OTP與掩膜 OTP是一次性寫入的單片機。過去認為一個單片機產品的成熟是以投產掩膜
型單片機為標志的。由於掩膜需要一定的生產周期,而OTP型單片機價格不斷下降,使得
近年來直接使用OTP完成最終產品製造更為流行。它較之掩膜具有生產周期短、風險小的
特點。近年來,OTP型單片機需量大幅度上揚,為適應這種需求許多單片機都採用了在片
編程技術(In System Programming)。未編程的OTP晶元可採用裸片Bonding技術或表面貼
技術,先焊在印刷板上,然後通過單片機上引出的編程線、串列數據、時鍾線等對單片
機編程。解決了批量寫OTP 晶元時容易出現的晶元與寫入器接觸不好的問題。使OTP的裸
片得以廣泛使用,降低了產品的成本。編程線與I/O線共用,不增加單片機的額外引腳。
而一些生產廠商推出的單片機不再有掩膜型,全部為有ISP功能的OTP。
MTP向OTP挑戰 MTP是可多次編程的意思。一些單片機廠商以MTP的性能、OTP的價位推出
他們的單片機,如ATMEL AVR單片機,片內採用FLASH,可多次編程。華邦公司生產的與
8051兼容的單片機也採用了MTP性能,OTP的價位。這些單片機都使用了ISP技術,等安裝
到印刷線路板上以後再下載程序。
-----------------------------------------------
8051類單片機 最早由Intel公司推出的8051/31類單片機也是世界上用量最大的幾種單
片機之一。由於Intel公司在嵌入式應用方面將重點放在186、386、奔騰等與PC類兼容的
高檔晶元的開發上,8051類單片機主要由Philips、三星、華邦等公司接產。這些公司都
在保持與8051單片機兼容的基礎上改善了8051許多特性(如時序特性)。提高了速度、降
低了時鍾頻率,放寬了電源電壓的動態范圍,降低了產品價格。
-------------------------------------------------
http://www.wanfangdata.com.cn/qikan/periodical.Articles/wjsjxx/wjsj2003/0306/030629.htm
http://lunwen.zhupao.com/Article/2005-4-10/16468.shtml