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单片机的特点及应用系统

2017-10-11
类别:基础知识
eye 244
文章创建人 拍明

  相信任何一个电子人都对单片机有着相同的认识,但却有着不同的理解,本文主要讲述小编对于单片机特点的理解,这与你对单片机特点的理解到底是相同呢?还是不同呢?读完全文后告诉我答案吧~

  一、单片机的特点一- -功能强大

  单片机,英文名称为Microcontrollers,又称为单片微控制器,是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、只读存储器ROM、随机存储器RAM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统,既可完成计算机可以完成的所有功能,又具有较小的体积,目前已在通讯设备、家用电器、导航系统、实时工控等多方面取得应用,由于其具有使得产品更新换代的作用,因此常在其产品前加上形容词——智能型。

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  二、单片机的特点二- -应用范围广

  单片机具有多种不同种类,因此也可满足不同条件下的应用,具有较广的应用范围。根据其是否通用可分为通用型单片机和专用型单片机,根据其是否提供并行总线可分为总线型和非总线型,根据其应用领域不同可分为工控型和家典型等等。不同类型的单片机具有不同领域的应用,因而造成了其较广的应用范围。

  三、单片机的特点三- -易扩展

  在单片机的基础功能之上,我们可以根据我们所需的功能对其进行相应的扩展。由于单片机内具有计算机正常运行所必需的部件,芯片外部有许多供扩展用的三总线及并行、串行输入/输出管脚等,因此在不同需求下很容易构成各种规模的计算机应用系统。

  四、单片机的特点四- -其他硬性特点

  单片机除以上特点外,还具有系统结构简单,使用方便,模块化;控制功能强;可靠性高;处理功能强,速度快;低电压,低功耗,便于生产便携式产品;环境适应能力强;性价比高等硬性特点。

  单片机是在计算机的概念基础上发展起来的一种特殊的微型计算机,它正以优越的性能出现在控制系统的各个角落。

  那么,今天就给大家介绍一下单片机的技术特点及其应用系统。

  单片机技术的特点

  单片机技术发展的特点有以下几个方面:

  ⑴长寿命

  长寿命一方面是指用单片机开发的产品可以稳定可靠地工作十年、二十年,另一方面是指与通用微处理器相比,具有相当长的生存周期。

  ⑵不同档次的单片机共同发展

  8位、16位、32位单片机共同发展。一方面,随着移动通信、网络技术、多媒体技术等高科技产品进入家庭,不断出现性能更高、功能更多的16位单片机和32位单片机;另一方面,8位单片机也在不断地采用新技术,以取得更高的性能价格比,在目前的实际应用中,还是以8位单片机居多。

  ⑶单片机速度越来越快

  一些厂商改善了单片机的内部时序,在不断提高时钟频率的条件下,使运算速度提供了许多。例如,STC15F2K60S2单片机采用增强型8051内核,单时钟机器周期,速度比传统8051内核单片机快8~12倍。

  ⑷低噪声与高可靠性技术

  为提高单片机系统的抗电磁干扰能力,使产品能适应恶劣的工作环境,满足电磁兼容性方面更高标准的要求,各单片机商家在单片机内部电路中那个采取了一些新的技术措施。例如,STC15F2K60S2单片机内部集成了高可靠上电复位电路和硬件看门狗电路,具有超强的抗静电和抗干扰能力。

  ⑸集成度更高、功能更强

  许多单片机不仅集成了CPU、存储器、I/O接口、定时/计数器等传统功能单元,而且还集成了A/D转换模块、D/A转换模块、脉宽调制器(PWM)、看门狗定时器和多种通信接口(如UART、CAN、SPI、I2C等),一个单片机就相当于一个片上系统(System on chip, Soc)。

  ⑹使用更加方便

  许多单片机内部集成程序存储器(EPROM、FLASH)和数据存储器(RAM),在实际应用中一般不再需要外部扩展程序存储器和数据存储器,从而不再需要外部扩展总线。构成系统的电路结构简单,体积减小,稳定性高。

  STC15F2K60S2单片机内部集成了Flash程序存储器可擦写10万次,利用在系统可编程(ISP,In System Programming)技术进行编程,不再需要专门的编程器。

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  几乎所有的单片机都有等待(Wait)、停止(Stop)等省点运行方式。允许使用的电源电压范围也越来越宽。一般单片机都能在3~6V范围内工作,对电池供电的单片机不再需要对电源采取稳压措施。低电压供电的单片机电源下限已由2.7V 降至2.2V、1.8V。低电压、低功耗的单片机可以满足便携式或电池供电等仪器仪表应用的需求。

  ⑻价格更低

  随着微电子技术的不断进步,许多公司陆续推出了价格更低的单片机。低廉的成本使得单片机的应用易于产品化。在以单片机为核心的嵌入式产品中,单片机的硬件成本已经占很小的比例,更多的是系统设计、软件开发与维护成本。

  单片机应用系统

  在基于单片机的测控系统中,单片机作为整个系统的处理核心,外围配以开关量的检测和控制、模拟量的检测和控制以及人际接口等。

  模拟量检测输入部分包括模拟电信号的检测和非电信号的检测。对于模拟电信号的检测,首先对模拟电信号进行信号调理,将模拟电信号调整到放大电路能够接受的信号格式;对于非电信号,则首先通过传感器,将非电信号转换为电信号,传感器转换输出的电信号幅度一般较小,不能直接进行模拟量的转换,也必须将传感器的输出信号输入到放大电路进行放大。模拟信号经过放大电路放大后,接入到模数转换电路(ADC),模数转换器将模拟量信号转换为数字信号,然后输入到单片机中。

  STC15F2K60S2单片机内部集成了8路10位高速ADC,能够满足一般的工业应用,使用时可以省去外部ADC。

  输入开关量信号时,如果开关量信号不能满足单片机的输入信号要求,则需要进行信号调理(电平转换)。

  如果需要开关量输出,一般情况下,需要对开关量信号进行驱动放大,然后再进行输出,以驱动继电器等大功率器件。

  进行模拟量输出时,首先要将单片机运算处理后的数据传输到模拟转换器(DAC),将数字量转换为模拟量,然后对转换后的模拟量进行放大输出,以驱动调节阀等器件。

  人机接口部分主要是为完成信息的输入和显示而设计的。通过键盘输入,可以设置系统运行的参数,如报警值的设置等。通过数码LED或者液晶屏显示器(LCD)显示设置参数、实时数据等。


责任编辑:Davia

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