單片機經(jīng)常使用在許多電子設(shè)備上，用來控制電子產(chǎn)品的一些動作和功能。單片機比專用處理器適合應用于嵌入式系統(tǒng)，因此它得到了許多的應用。現(xiàn)代人類生活中幾乎所有的電子機械產(chǎn)品中都會集成有單片機，可以說，只要產(chǎn)品使用了單片機，都會被賦予“智能”二字，那么，單片機有這么大的作用，其基本功能有哪些呢?

對于絕大多數(shù)MCU，下列功能是最普遍也是最基本的，針對不同的MCU，其描述的方式可能會有區(qū)別，但本質(zhì)上是基本相同的：

一、TImer(定時器)：

TImer的種類雖然比較多，但可歸納為兩大類：一類是固定時間間隔的TImer，即其定時的時間是由系統(tǒng)設(shè)定的，用戶程序不可控制，系統(tǒng)只提供幾種固定的時間間隔給用戶程序進行選擇，如32Hz，16Hz，8Hz等，此類TImer在4位MCU中比較常見，因此可以用來實現(xiàn)時鐘、計時等相關(guān)的功能。

另一類則是Programmable Timer(可編程定時器)，顧名思義，該類Timer的定時時間是可以由用戶的程序來控制的，控制的方式包括：時鐘源的選擇、分頻數(shù)(Prescale)選擇及閾值數(shù)的設(shè)定等，有的MCU三者都同時具備，而有的則可能是其中的一種或兩種。此類Timer應用非常靈活，實際的使用也千變?nèi)f化，其中最常見的一種應用就是用其實現(xiàn)PWM輸出。

由于時鐘源可以自由選擇，因此，此類Timer一般均與Event Counter(事件計數(shù)器)合在一起。

二、IO口：

任何MCU都具有一定數(shù)量的IO口，沒有IO口，MCU就失去了與外部溝通的渠道。根據(jù)IO口的可配置情況，可以分為如下幾種類型：

純輸入或純輸出口：此類IO口由MCU硬件設(shè)計決定，只能是輸入或輸出，不可用軟件來進行實時的設(shè)定。

直接讀寫IO口：如MCS-51的IO口就屬于此類IO口。當執(zhí)行讀IO口指令時，就是輸入口;當執(zhí)行寫IO口指令則自動為輸出口。

程序編程設(shè)定輸入輸出方向的：此類IO口的輸入或輸出由程序根據(jù)實際的需要來進行設(shè)定，應用比較靈活，可以實現(xiàn)一些總線級的應用，如I2C總線，各種LCD、LED Driver的控制總線等。

對于IO口的使用，重要的一點必須牢記的是：對于輸入口，必須有明確的電平信號，確保不能浮空(可以通過增加上拉或下拉電阻來實現(xiàn));而對于輸出口，其輸出的狀態(tài)電平必須考慮其外部的連接情況，應保證在Standby或靜態(tài)狀態(tài)下不存在拉電流或灌電流。

三、外部中斷：

外部中斷也是絕大多數(shù)MCU所具有的基本功能，一般用于信號的實時觸發(fā)，數(shù)據(jù)采樣和狀態(tài)的檢測，中斷的方式由上升沿、下降沿觸發(fā)和電平觸發(fā)幾種。外部中斷一般通過輸入口來實現(xiàn)，若為IO口，則只有設(shè)為輸入時其中斷功能才會開啟;若為輸出口，則外部中斷功能將自動關(guān)閉(ATMEL的ATiny系列存在一些例外，輸出口時也能觸發(fā)中斷功能)。外部中斷的應用如下：

外部觸發(fā)信號的檢測：一種是基于實時性的要求，比如可控硅的控制，突發(fā)性信號的檢測等，而另一種情況則是省電的需要。

信號頻率的測量：為了保證信號不被遺漏，外部中斷是最理想的選擇。

數(shù)據(jù)的解碼：在遙控應用領(lǐng)域，為了降低設(shè)計的成本，經(jīng)常需要采用軟件的方式來對各種編碼數(shù)據(jù)進行解碼，如Manchester和PWM編碼的解碼。

按鍵的檢測和系統(tǒng)的喚醒：對于進入Sleep狀態(tài)的MCU，一般需要通過外部中斷來進行喚醒，最基本的形式則是按鍵，通過按鍵的動作來產(chǎn)生電平的變化。

四、通訊接口：

MCU所提供的通訊接口一般包括SPI接口，UART，I2C接口等，其分別描述如下：

SPI接口：此類接口是絕大多數(shù)MCU都提供的一種最基本通訊方式，其數(shù)據(jù)傳輸采用同步時鐘來控制，信號包括：SDI(串行數(shù)據(jù)輸入)、SDO(串行數(shù)據(jù)輸出)、SCLK(串行時鐘)及Ready信號;有些情況下則可能沒有Ready信號;此類接口可以工作在Master方式或Slave方式下，通俗說法就是看誰提供時鐘信號，提供時鐘的一方為Master，相反的一方則為Slaver。

UART(Universal Asynchronous Receive Transmit)：屬于最基本的一種異步傳輸接口，其信號線只有Rx和Tx兩條，基本的數(shù)據(jù)格式為：Start Bit + Data Bit(7-bits/8-bits) + Parity Bit(Even， Odd or None) + Stop Bit(1~2Bit)。一位數(shù)據(jù)所占用的時間稱為Baud Rate(波特率)。

對于大多數(shù)的MCU來講，數(shù)據(jù)位的長度、數(shù)據(jù)校驗方式(奇校驗、偶校驗或無校驗)、停止位(Stop Bit)的長度及Baud Rate是可以通過程序編程進行靈活設(shè)定。此類接口最常用的方式就是與PC機的串口進行數(shù)據(jù)通訊。

I2C接口：I2C是由Philips開發(fā)的一種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，同樣采用2種信號來實現(xiàn)：SDAT(串行數(shù)據(jù)輸入輸出)和SCLK(串行時鐘)。其最大的好處是可以在此總線上掛接多個設(shè)備，通過地址來進行識別和訪問;I2C總線的一個最大的好處就是非常方便用軟件通過IO口來實現(xiàn)，其傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率完全由SCLK來控制，可快可慢，不像UART接口，有嚴格的速率要求。

五、Watchdog(看門狗定時器)：

Watchdog也是絕大多數(shù)MCU的一種基本配置(一些4位MCU可能沒有此功能)，大多數(shù)的MCU的Watchdog只能允許程序?qū)ζ溥M行復位而不能對其關(guān)閉(有的是在程序燒入時來設(shè)定的，如Microchip PIC系列MCU)，而有的MCU則是通過特定的方式來決定其是否打開，如Samsung的KS57系列，只要程序訪問了Watchdog寄存器，就自動開啟且不能再被關(guān)閉。一般而言watchdog的復位時間是可以程序來設(shè)定的。Watchdog的最基本的應用是為MCU因為意外的故障而導致死機提供了一種自我恢復的能力。

以上就是關(guān)于單片機基本功能有哪些的全部內(nèi)容分享，主要包含五種，分別是定時器、I/O口、外部中斷、通訊接口和看門口定時器。宇凡微提供ic晶元生產(chǎn)及封裝定制，作為九齊單片機一級代理商，擁有十多年的單片機 芯片應用方案設(shè)計經(jīng)驗，為廣大電子產(chǎn)品生產(chǎn)商提供MCU應用功能定制開發(fā)服務。