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一份简短的单片机教程(1)初识单片机

2023-08-22 23:40 作者:Matara_Yuuka  | 我要投稿

让我们先来看看它的定义

单片机(Single-Chip Microcomputer)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、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)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,在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代,由当时的4位、8位单片机,发展到现在的300M的高速单片机。

看着有些许复杂,但是完全可以把它理解为有计算功能,通过IO口输入输出的微型计算机(当然他的结构和今天使用的计算机不太一样)加入一些内置电路和功能(计时器等),然后通过编程确定输入和输出之间的关系的一种小型机器。程序写入的次数和型号有关,开发板上的单片机能写很多次,洗衣机里的一般是无法再次修改程序的(和程序存储器相关)。

开发板上的单片机本体

下面来介绍一下基本单元

  1. MCU单元 

    MCU单元部分包括CPU、时钟系统、复位、总线控制逻辑等电路。CPU是按照面向测控对象、嵌人式应用的要求而设计的,其功能有进行算术、逻辑、比较等运算和操作,并将结果和状态信息与存储器和状态寄存器进行交换(读/写)。时钟和复位电路实现上电复位、信号控制复位,产生片内各种时钟及功耗管理等。总线控制电路则产生各类控制逻辑信号,满足MCU对内部和外部总线的控制。其中,内部总线控制用于实现片内各单元电路的协调操作和数据传输,而外部总线控制则用于单片机外围扩展的操作管理

  2. 片内存储器

    单片机的存储器一般分成程序存储器和数据存储器,它们往往构成相互独立的两个存储空间,分别寻址,互不干扰。在这一点上,与通用计算机系统的结构是不同的。

  3. 程序存储器

    顾名思义,用于存放程序,决定可存放程序的大小和可擦除写入次数

  4. 数据存储器

    一般有两类,随机存储器RAM和电可擦除存储器EEPROM。

    这里不妨把它理解为计算机的内存(掉电就没了是它的特征,当然有些寄存器在逻辑上也属于这一类)和存储器(这里放一些数据用于读取)

  5. 输入\输出端口

    IO口,input output 它们可以作为输入和输出

    简单看一下分类:

    (1)并行总线输入/输出端口(并行I/0口)

    (2)通用数字I/0端口

    (3)片内功能单元的输入/输出端口

    (4)串行I/0通信口

    (5)其他专用接口。

  6. 操作管理寄存器

    操作管理寄存器是单片机芯片中的重要组成部分之一。

    它的功能是管理、协调、控制、操作单片机芯片中各功能单元的使用和运行。这类寄存器的种类有:状态寄存器、控制寄存器、方式寄存器、数据寄存器等。你可以在手册里找到他们的作用和地址等信息。一般情况下我们能接触到的使用来配置某些功能

    可以这样讲,当你对某个单片机芯片中各个操作管理寄存器的作用、功能、定义非常透彻地了解了,那说明你已经可以熟练使用该单片机了。

我们编写程序的目的就是让单片机调用特定的功能,来做一些运算,比如说用二极管的电流推测当前温度,这里就可以连温度传感器输入数据,通过程序运算用变量存放最终结果,最终用LCD等输出出来

了解了一些基本的概念之后,我们就可以编写程序来做一些简单的输出和运算(这部分和计算机可以说是相通的,不过这里需要直接控制一下硬件来输出,没有现成的非常直观的输出函数)


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