單片機也被稱為單片微控器,屬于一種集成式電路芯片。在單片機中主要包含CPU、只讀存儲器ROM和隨機存儲器RAM等,多樣化數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)能夠讓單片機完成各項復(fù)雜的運算,無論是對運算符號進行控制,還是對系統(tǒng)下達運算指令都能通過單片機完成。 由此可見,單片機憑借著強大的數(shù)據(jù)處理技術(shù)和計算功能可以在智能電子設(shè)備中充分應(yīng)用。簡單地說,單片機就是一塊芯片,這塊芯片組成了一個系統(tǒng),通過集成電路技術(shù)的應(yīng)用,將數(shù)據(jù)運算與處理能力集成到芯片中,實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的高速化處理。
單片機的硬件特征:
1、單片機的體積比較小, 內(nèi)部芯片作為計算機系統(tǒng),其結(jié)構(gòu)簡單,但是功能完善,使用起來十分方便,可以模塊化應(yīng)用;
2、單片機有著較高的集成度,可靠性比較強,即使單片機處于長時間的工作也不會存在故障問題;
3、單片機在應(yīng)用時低電壓、低能耗,是人們在日常生活中的首要選擇, 為生產(chǎn)與研發(fā)提供便利;
4、單片機對數(shù)據(jù)的處理能力和運算能力較強,可以在各種環(huán)境中應(yīng)用,且有著較強的控制能力。
單片機的特點:
1、高集成度,體積小,高可靠性:單片機將各功能部件集成在一塊晶體芯片上,集成度很高,體積自然也是小的。芯片本身是按工業(yè)測控環(huán)境要求設(shè)計的,內(nèi)部布線很短,其抗工業(yè)噪音性能優(yōu)于一般通用的CPU。單片機程序指令,常數(shù)及表格等固化在ROM中不易破壞,許多信號通道均在一個芯片內(nèi),故可靠性高;
2、控制功能強:為了滿足對對象的控制要求,單片機的指令系統(tǒng)均有極豐富的條件:分支轉(zhuǎn)移能力,I/O口的邏輯操作及位處理能力,非常適用于的控制功能;
3、低電壓,低功耗,便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品:為了滿足廣泛使用于便攜式系統(tǒng),許多單片機內(nèi)的工作電壓僅為1.8V~3.6V,而工作電流僅為數(shù)百微安;
4、易擴展:片內(nèi)具有計算機正常運行所必需的部件。芯片外部有許多供擴展用的三總線及并行、串行輸入、輸出管腳,很容易構(gòu)成各種規(guī)模的計算機應(yīng)用系統(tǒng);
5、的性能價格比。
單片機廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)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(yōu)點,廣泛應(yīng)用于儀器儀表中,結(jié)合不同類型的傳感器,可實現(xiàn)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;
采用單片機控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化,且功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強大。例如精密的測量設(shè)備(電壓表、功率計,示波器,各種分析儀);
2、工業(yè)控制:單片機具有體積小、控制功能強、功耗低、環(huán)境適應(yīng)能力強、擴展靈活和使用方便等優(yōu)點,用單片機可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、信號檢測系統(tǒng)、無線感知系統(tǒng)、測控系統(tǒng)、機器人等應(yīng)用控制系統(tǒng)。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(tǒng),與計算機聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級控制系統(tǒng)等;
3、家用電器:家用電器廣泛采用了單片機控制,從電飯煲、洗衣機、電冰箱、空調(diào)機、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設(shè)備和白色家電等;
4、網(wǎng)絡(luò)和通信:現(xiàn)代的單片機普遍具備通信接口,可以很方便地與計算機進行數(shù)據(jù)通信,為在計算機網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了的物質(zhì)條件,通信設(shè)備基本上都實現(xiàn)了單片機智能控制,從手機,電話機、小型程控交換機、樓宇自動通信呼叫系統(tǒng)、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動電話,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(yīng)用非常廣泛,例如汽車中的發(fā)動機控制器,基于CAN總線的汽車發(fā)動機智能電子控制器、GPS導(dǎo)航系統(tǒng)、abs防抱死系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、胎壓檢測等;
此外,單片機在工商、金融、科研、教育、電力、通信、物流和航空航天等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途。
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