本文宇凡微為大家介紹單片機的原理和單片機的應(yīng)用是什么?讓大家在學(xué)習(xí)的過程中少走彎路。

一、單片機的簡介

        單片機也稱為微控制器(MCU)等，它并不是一個擁有邏輯功能的芯片，而是把一個計算機系統(tǒng)集成到芯片之上。就相當(dāng)于一個微型的計算機，和一般的計算機相比，單片機就只是缺少了I/O設(shè)備。

        簡單來說：一塊芯片就成了一臺計算機。它的質(zhì)量輕、體積小、價格便宜、開發(fā)和應(yīng)用提供了非常便利的條件。同時，了解計算機原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇就是學(xué)習(xí)使用單片機。

        單片機的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，比如實時工控、通訊設(shè)備、智能儀表、家用電器、導(dǎo)航系統(tǒng)等。各種電子產(chǎn)品一旦用上了單片機，就能夠給產(chǎn)品增加一些特定功能，實現(xiàn)更新?lián)Q代。普通的電器增加了特定單片機模塊后，就能稱之為：”智能電子“。

二、單片機的硬件特性

        1、現(xiàn)在主流單片機包括CPU、2KB容量的RAM、 2個16位定時/計數(shù)器、128 KB容量的ROM、4個8位并行口、ADC/DAC、全雙工串口行口、EEPROM、SPI、I2C、ISP、IAP等;

        2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，實現(xiàn)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，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品;

        6、控制功能強;

        7、環(huán)境適應(yīng)能力強。

三、單片機的原理

        單片機主要由運算器、控制器和寄存器三大部分構(gòu)成。其中，運算器由算術(shù)邏輯單元(ALU)、累加器、寄存器等構(gòu)成，首先累加器和寄存器向ALU輸入兩個8位源數(shù)據(jù)，其次ALU完成源數(shù)據(jù)的邏輯運算，最后將運算結(jié)果存入寄存器中;控制器由程序計數(shù)器、指令寄存器、指令譯碼器、時序發(fā)生器和操作控制器等構(gòu)成，是一個下達命令的“組織”，用于協(xié)調(diào)整個系統(tǒng)各部分之間的運作;寄存器主要有累加器A、數(shù)據(jù)寄存器DR、指令寄存器IR、指令譯碼器ID、程序計數(shù)器PC、地址寄存器AR等。

        在微處理器內(nèi)部運算器、控制器、寄存器之間是相互連接的，由控制器向各部分發(fā)布操作命令，運算器接到命令后進行相應(yīng)運算，并將運算后結(jié)果存入相應(yīng)的寄存器中。

四、單片機的應(yīng)用

        單片機現(xiàn)已滲透到我們?nèi)粘Ｉ钪械母鱾€領(lǐng)域，小到家用電器、儀器儀表，大到醫(yī)療器械、航空航天，無不存在著單片機的身影。一旦在某種產(chǎn)品上添加了單片機，便使得原產(chǎn)品向互聯(lián)網(wǎng)靠攏，獲得了“智能型”的前綴。單片機具體在各個領(lǐng)域的應(yīng)用如下：

        1、在儀器儀表領(lǐng)域，一旦采用單片機對其進行控制，便使得儀器儀表變得數(shù)字化、智能化、微型化，且其功能更加強大;

        2、在家用電器領(lǐng)域，已廣泛實現(xiàn)了家用電器的單片機控制，如電飯煲、電冰箱、空調(diào)、彩電、音響等等;

        3、在網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域，手機、小型程控交換機、樓宇自動通信呼叫系統(tǒng)等等都已實現(xiàn)了單片機控制，且單片機普遍具備通信接口，使得通信設(shè)備可以方便地與計算機之間進行數(shù)據(jù)通信;

        4、在工業(yè)控制領(lǐng)域，可以使用單片機構(gòu)成多種多樣的控制系統(tǒng)，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(tǒng)、與計算機聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級控制系統(tǒng)等;

        5、在醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域，單片機也極大的實現(xiàn)了它的價值，已廣泛應(yīng)用于各種分析儀、監(jiān)護儀、病床呼叫系統(tǒng)、醫(yī)用呼吸機等醫(yī)療設(shè)備中;

        6、在模塊化系統(tǒng)中，可利用單片機實現(xiàn)特定功能，進行模塊化應(yīng)用，而不要求操作人員了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這樣做大大地縮小了體積、簡化了電路，也降低了損壞率、錯誤率;

        7、在汽車電子領(lǐng)域，單片機已廣泛應(yīng)用于發(fā)動機控制器、GPS導(dǎo)航系統(tǒng)、ABS防抱死系統(tǒng)、制動系統(tǒng)中;

        8、除上述應(yīng)用外，單片機在工商、金融、教育、物流等領(lǐng)域都或多或少的發(fā)揮了其本身的作用。

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