① 單片機有什麼特點
單片機的特點和應用
1、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晶元上,集成度很高,體積自然也是最小的。晶元本身是按工業測控環境要求設計的,內部布線很短,其抗工業噪音性能優於一般通用的CPU。單片機程序指令,常數及表格等固化在ROM中不易破壞,許多信號通道均在一個晶元內,故可靠性高。
(2)控制功能強
為了滿足對對象的控制要求,單片機的指令系統均有極豐富的條件:分支轉移能力,I/O口的邏輯操作及位處理能力,非常適用於專門的控制功能。
(3)低電壓,低功耗,便於生產攜帶型產品
為了滿足廣泛使用於攜帶型系統,許多單片機內的工作電壓僅為1.8V~3.6V,而工作電流僅為數百微安。
(4)易擴展
片內具有計算機正常運行所必需的部件。晶元外部有許多供擴展用的三匯流排及並行、串列輸入/輸出管州差腳,很容易構成各種規模的計算機應用系統。
(冊消皮5)優異的性能價格比
單片機的性能極高。為了提高速度和運行效率,單片機已開始使用RISC流水線和DSP等技術。單片機的定址能力也已突破64KB的限制,有的已可達到1MB和16MB,片內的ROM容量可達62MB,RAM容量則可達2MB。由於單片機的廣泛使用,因而銷量極大,各大公司的商業競爭更使其價格十分低廉,其性能價格比極高。
2、單片機的應用領域
(1)單片機在智能儀器儀表中的應用
在各類儀器儀表中引入單片機,使儀器儀表智能化,提高測試的自動化程度和精度,簡化儀器儀表的硬體結構,提高其性能價格比。
(2)單片機在機電一體化中的應用
機電一體化是機械工業發展的方向。機電一體化產品是指集成機械技術、微電子技術、計算機技術於一體,具有智能化特徵的機電產品,例如微機控制的車床、鑽床等。單片機作為產品中的控制器,能充分發揮它的體積小、可靠性高、功能強等優點,可大大提高機器的自動化、智能化程度。
(3)單片機在日常生活及家用電器領域的應用
自從單片機誕生以後,它就步入了人類生活,如洗衣機、電冰箱、空調器、電子玩具、
電飯煲、視聽音響設備等家用電器配上單片機後,提高了智能化程度,增加了功能,倍受人們喜愛。單片機將使人類生活更加方便、舒適、豐富多彩。
(4)在實時過程式控制制中的應用
用單片機實時進行數據處理和控制,使系統保持最佳工作狀態,提高系統的工作效率和產品的質量。
(5)辦公自動化設備
現代辦公室使用的大量通信和辦公設備多數嵌入了單片機。如列印機、復印機、傳真機、繪圖機、考勤機、電話以及通用計算機中的鍵盤解碼、磁碟驅動等。
(6)商業營銷設備
在商業營銷系統中已廣泛使用的電子稱、收款機、條形碼閱讀器、IC卡刷卡機、計程車計價器以及倉儲安全監測系統、商場保安系統、空氣調節系統、冷凍保險系統等都採用了單片機控制。
(7)在計算機網路和通信領域中的應用
現代的單片機普遍具備通信介面,可以很方便地與計算機進行數據通信,為在計算機網路和通信設備間的應用提供了極好的物質條件,現在的通信設備基本上都實現了單片機智能控制,從手機,電話機、小型程式控制交換機、樓宇自動通信呼叫系統、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的行動電話,集群移動通信,無線電對講機等。
(8)單片機在醫用設備領域中的應用
單片機在醫用設備中的用途亦相當廣泛,例如醫用呼吸機,各種分析儀,監護儀,超聲診斷設備及病床呼叫系統等等。
(9)汽車電子產品
現代汽車的集中顯示系統、動力監測控制系統、自動駕駛系統、通信系統和運行監視器(黑匣子)等都離橋純不開單片機。
(10)航空航天系統和國防軍事、尖端武器等領域
單片機的應用更是不言而喻。
綜合所述,單片機已成為計算機發展和應用的一個重要方面。另一方面,單片機應用的重要意義還在於,它從根本上改變了傳統的控制系統設計思想和設計方法。從前必須由模擬電路或數字電路實現的大部分功能,現在已能用單片機通過軟體方法來實現了。這種軟體代替硬體的控制技術也稱為微控制技術,是傳統控制技術的一次革命。
② 汽車單片機的局限性是什麼
單片機(Microcontrollers)是一種集成電路晶元,是採用超大規模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統、定時器/計數器等功能(可能還包括顯示驅動電路、脈寬調制電路、模擬多路轉換器、A/D轉換器等電路)集成到一塊矽片上構成的一個小而完善的微型計算者清機系統,在各個領域廣泛應用。諸如手機、汽車電子、工業上的步進馬達、機器手臂的控制等,都可見到單片機的身影。單片機的特點是編程、維護相對復雜,編程方式常用C語言或者匯編語言,成本較低,I/O介面相對有限。
PLC與單片機的區別
PLC是應用單片機構成的比較成熟的控制系統,是已經調試成熟穩定的銀鉛單片機應鋒嫌好用系統的產品,有較強的通用性。
單片機可以構成各種各樣的應用系統,使用范圍更廣,但單就「單片機」而言,它只是一種集成電路,還必須與其它元器件及軟體構成系統才能應用。
從工程的使用來看,對單項工程或重復數極少的項目,採用PLC快捷方便,成功率高,可靠性好,但成本較高。
對於量大的配套項目,採用單片機系統具有成本低、效益高的優點,但這要有相當的研發力量和行業經驗才能使系統穩定。
③ 單片機有什麼特徵
單片機具有以下特點:
1、有優異的性能價格比
目前國內市場上,有些單片機的晶元只有人民幣幾元,加上少量外圍元件,就能構成一台功能相當豐富的智能化控制裝置。
2、集成度高,體積小,可靠性好
單片機把各功能部件集成在一塊晶元上,內部採用匯流排結構,減少了各晶元之間的連線,大大提高了單片機的可靠性與抗干擾能力。而且,由於單片機體積小,易於採取電磁屏蔽或密封措施,適合於在惡劣環境下工作。
3、控制能力強
單片機指令豐富,能充分滿足。工首漏業控制的各種要求。
4、低功耗,低電壓,便於生產攜帶型產品。
5、易擴展
可根據需要並行或串列擴展,構成各種不同應用規模的計算機控制系統。
(3)汽車單片機有什麼特點擴展閱讀
單片機廣泛應用於儀器儀表、家用電器、醫用設備、航空航天、專用設備的智能化管理及過程式控制制等領域,大致可分如下幾個范疇:
1、在智能儀器儀表上的應用
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點,廣泛應用於儀器儀表中,結合不同類型的感測器,可實現諸如電壓、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。
2、在工業控制中的應用
用單片機可以構成形式多樣的控制系統、數據採集系統。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,與計算機聯網構成二級控制系統等。
3、在家用電器中的應用
可以這樣說,現在的家用電器基本上都採用了單片機控制,從電飯褒、洗衣機、電冰箱、空調機、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設備,五花八門,無所不在。
4、在計算機網路和通信領域中的應用
現代的單片機普遍具備通信介面,可以很方便地與計算機進清芹飢行數據通信,為在計算機網路和通信設備間的應用提供了極好的物質條件,現在的通信設備基本上都實現了單片機智能控制,從手機,電話機、小型程式控制交換機、樓宇自動通信呼叫系統、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的行動電話,集群移動通信,無線電對講機等。
5、單片機在醫用設備領域中的應用
單片機在醫用設備中的用途亦相當廣泛,例如醫用呼吸機,各種分析儀,監護儀,超聲診斷設備答返及病床呼叫系統等等。
6、在各種大型電器中的模塊化應用
某些專用單片機設計用於實現特定功能,從而在各種電路中進行模塊化應用,而不要求使用人員了解其內部結構。如音樂集成單片機,看似簡單的功能,微縮在純電子晶元中(有別於磁帶機的原理),就需要復雜的類似於計算機的原理。
④ 什麼叫單片機單片機的主要特點有哪些
單片機是指一個集成在一塊晶元上的完整計算機系統。盡管他的大部分功能集成在一塊小晶元上,但是它具有一個完整計算機所需要的大部分部件:CPU、內存、內部和外部匯流排系統,目前大部分還會具有外存。同時集成諸如通訊介面、定時器,實時時鍾等外圍設備。而現在最強大的單片機系統甚至可以將聲音、圖像、網路、復雜的輸入輸出系統集成在一塊晶元上。
單片機也被稱為微控制器(Microcontroler),是因為它最早被用在工業控制領域。單片機由晶元內僅有CPU的專用處理器發展而來。最早的設計理念是通過將大量外圍設備和CPU集成在一個晶元中啟禪凳,使計算機系統更小,更容易集成進復雜的而對提及要求嚴格的控制設備當中。INTEL的Z80是最早按照這種思想設計出的處理器,從此以後,單片機和專用處理器的發展便分道揚鑣。
早期的單片機都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031,因為簡單可靠而性能不錯獲得了很大的好評。此後在8031上發展出了MCS51系列單片機系統。基於這一系統的單片機系統直到現在還在廣泛使用。隨著工業控制領域要求的提高,開始出現了16位單片機,但因為性價比不理想並未得到很廣泛的應用。90年代後隨著消費電子產品大發展,單片機技術得到了巨大的提高。隨著INTEL
i960系列特別是後來的ARM系列的廣泛應用,32位單片機迅速取代16位單片機的高端地位,並且進入主流市場。而傳統的8位單片機的性能也得到了飛速提高,處理能力比起80年代提高了數百倍。目前,高端的32位單片機主頻已經超過300MHz,性能直追90年代中期的專用處理器,而普通的型號出廠價格跌落至1美元,最高端的型號也只有10美元。當代單片機系統已經不再只在裸機環境下開發和使用,大量專用的嵌入式操作系統被廣泛應用在全系列的單片機上。而在作為掌上電腦和手機核心處理的高端單片機甚至可以直接使用專用的Windows和Linux操作系統。
單片機比專用處理器最適合應用於嵌入式系統,因此它得到了最多的應用。事實上襲吵單片機是世界上數量最多的計算機。現代人類生活中所用的幾乎每件電子和機械產品中都會集成有單片機。手機、電話、計悄旅算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及滑鼠等電腦配件中都配有1-2部單片機。而個人電腦中也會有為數不少的單片機在工作。汽車上一般配備40多部單片機,復雜的工業控制系統上甚至可能有數百台單片機在同時工作!單片機的數量不僅遠超過PC機和其他計算的綜合,甚至比人類的數量還要多。
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⑤ 一般學汽車單片機需要哪些基礎知識
以下內容,僅供參考:
定時器的使用
掌握定時器的使用,就可以用單片機實現時序電路,時序電路的功能強大,在工業和家用電氣設備的控制中有很多應用。
如:用單片機實現一個具有一個按鈕的樓道燈開關,該開關在按鈕按下一次後,燈亮3分鍾後自動滅,當按鈕連續按下兩次後,燈常亮不滅,當按鈕按下時間超過2s,則燈滅。數字集成電路可以實現時序電路,可編程邏輯器件(PLD)可以實現時序電路,可編程式控制制器(PLC)也可以實現時序電路,但是只有單片機實現起來最簡單,成本最低。
數字I/O的使用
使用按鈕輸入信號,發光二極體顯示輸出電平,就可以學習引腳的數字I/O功能,在按下某個按鈕後,某發光二極體發亮,這就是數字電路中組合邏輯的功能,雖然很簡單,但是可以學習一般的單片機編程思想。
如:設置很多寄存器對引腳進行初始化處理才能使引腳具備有數字輸入和輸出輸出功能。每使用單片機的一個功能,就要對控制該功能的寄存器進行設置,這就是單片機編程的特點,雖然很復雜,故掌握基礎,扎扎實實一步一步深入。
⑥ 單片機的優點是什麼
單片機具有以下特點:
1、有優異的性能價格比
目前國內市場上,有些單片機的晶元只有人民幣幾元,加上少量外圍元件,就能構成一台功能相當豐富的智能化控制裝置。
2、集成度高,體積小,可靠性好
單片機把各功能部件集成在一塊晶元上,內部採用匯流排結構,減少了各晶元之間的連線,大大提高了單片機的可靠性與抗干擾能力。而且,由於單片機體積小,襪絕易於採取電磁屏蔽或密封措施,適合於在惡劣啟橘環境下工作。
3、控制能力強
單片機指令豐富,能充分滿足。工業控制的各種要求。
4、低功耗,低電壓,便於生產攜帶型產品。
5、易擴展
可根據需要並行或串列擴展,構成各種不同應用規模的計算機控制系統。
應用特點
單片機擁有以下幾種應用特點:
(1)擁有良好的集成度;
(2)單片機自身體積較小;
(3)單片機擁有強大的控制功能,同時運行電壓比較低;
(4)單片機擁有簡易攜帶等優勢, 同時性價比較高。單片機主要應用於下面幾種領域當中,分別是:自動化辦公、悄好團機電一體化、尖端武器和國防軍事領域、航空航天領域、汽車電子設備、醫用設備領域、商業營銷設備、計算機通訊、家電領域、日常生活和實時控制領域等。
⑦ 智能新能源汽車單片機與傳統汽車單片機的區別
MCU是Microcontroller Unit 的簡稱,中文叫微控制器,俗稱單片機,是把CPU的頻率與規格做適當縮減,並將內存、計數器、USB、A/D轉換、UART、PLC、DMA等周邊介面,甚至LCD驅動電路都整合在單一晶元上,形成晶元級的計算機,為不同的應用場合做不同組合控制,諸如手機、PC外圍、遙控器,至汽車電子、工業上的步進馬達、機器手臂的控制等,都可見到MCU的身影。
單片機發展簡史
單片機出現的歷史並不長,但發展十分迅猛。 它的產生與發展和微處理器(CPU)的產生與發展大體同步,自1971年美國英特爾公司首先推出4位微處理器以來,它的發展到目前為止大致可分為5個階段。下面以英特爾公司的單片機發展為代表加以介紹。
1971年~1976年
單片機發展的初級階段。 1971年11月英特爾公司首先設計出集成度為2000隻晶體管/片的4位微處理器英特爾4004,並配有RAM、 ROM和移位寄存器, 構成了第一台MCS—4微處理器, 而後又推出了8位微處理器英特爾8008, 以及其它各公司相繼推出的8位微處理器。
1976年~1980年
低性能單片機階段。 以1976年英特爾公司推出的MCS—48系列為代表, 採用將8位CPU、 8位並行I/O介面、8位定時/計數器、RAM和ROM等集成於一塊半導體晶元上的單片結構, 雖然其定址范圍有限(不大於4 KB), 也沒有串列I/O, RAM、 ROM容量小, 中斷系統也較簡單, 但功能可滿足一般工業控制和智能化儀器、儀表等的局謹需要。
1980年~1983年
高性能單片機階段。 這一階段推出的高性能8位單片機普遍帶有串列口,有多級中斷處理系統, 多個16位定時器/計數器。片內RAM、 ROM的容量加大,且定址范圍可達悉銀64 KB,個別片內還帶有A/D轉換介面。
1983年~80年代末
16位單片機階段。 1983年英特爾公司又推出了高性能的16位單片機MCS-96系列,由於其採用了最新的製造工藝, 使晶元集成度高達12萬只晶體管/片。
1990年代
單片機在集成度、功能、速度、可靠性、應用領域等全方位向更高水平發展桐陸基。
單片機的分類及應用
MCU按其存儲器類型可分為無片內ROM型和帶片內ROM型兩種。對於無片內ROM型的晶元,必須外接EPROM才能應用(典型為8031);帶片內ROM型的晶元又分為片內EPROM型(典型晶元為87C51)、MASK片內掩模ROM型(典型晶元為8051)、片內Flash型(典型晶元為89C51)等類型。
按用途可分為通用型和專用型;根據數據匯流排的寬度和一次可處理的數據位元組長度可分為8、16、32位MCU。
目前,國內MCU應用市場最廣泛的是消費電子領域,其次是工業領域、和汽車電子市場。消費電子包括家用電器、電視、游戲機和音視頻系統等。工業領域包括智能家居、自動化、醫療應用及新能源生成與分配等。汽車領域包括汽車動力總成和安全控制系統等。
單片機的基本功能
對於絕大多數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別,但本質上是基本相同的:
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設定的,用戶程序不可控制,系統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,因此可以用來實現時鍾、計時等相關的功能。
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:時鍾源的選擇、分頻數(Prescale)選擇及預制數的設定等,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,實際的使用也千變萬化,其中最常見的一種應用就是用其實現PWM輸出。
由於時鍾源可以自由選擇,因此,此類Timer一般均與Event Counter(事件計數器)合在一起。
IO口:任何MCU都具有一定數量的IO口,沒有IO口,MCU就失去了與外部溝通的渠道。根據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口有MCU硬體設計決定,只能是輸入或輸出,不可用軟體來進行實時的設定。
直接讀寫IO口:如MCS-51的IO口就屬於此類IO口。當執行讀IO口指令時,就是輸入口;當執行寫IO口指令則自動為輸出口。
程序編程設定輸入輸出方向的:此類IO口的輸入或輸出由程序根據實際的需要來進行設定,應用比較靈活,可以實現一些匯流排級的應用,如I2C匯流排,各種LCD、LED Driver的控制匯流排等。
對於IO口的使用,重要的一點必須牢記的是:對於輸入口,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);而對於輸出口,其輸出的狀態電平必須考慮其外部的連接情況,應保證在Standby或靜態狀態下不存在拉電流或灌電流。
外部中斷:外部中斷也是絕大多數MCU所具有的基本功能,一般用於信號的實時觸發,數據采樣和狀態的檢測,中斷的方式由上升沿、下降沿觸發和電平觸發幾種。外部中斷一般通過輸入口來實現,若為IO口,則只有設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閉(ATMEL的ATiny系列存在一些例外,輸出口時也能觸發中斷功能)。外部中斷的應用如下:
外部觸發信號的檢測:一種是基於實時性的要求,比如可控硅的控制,突發性信號的檢測等,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。
數據的解碼:在遙控應用領域,為了降低設計的成本,經常需要採用軟體的方式來對各種編碼數據進行解碼,如Manchester和PWM編碼的解碼。
按鍵的檢測和系統的喚醒:對於進入Sleep狀態的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生電平的變化。
通訊介面:MCU所提供的通訊介面一般包括SPI介面,UART,I2C介面等,其分別描述如下:
SPI介面:此類介面是絕大多數MCU都提供的一種最基本通訊方式,其數據傳輸採用同步時鍾來控制,信號包括:SDI(串列數據輸入)、SDO(串列數據輸出)、SCLK(串列時鍾)及Ready信號;有些情況下則可能沒有Ready信號;此類介面可以工作在Master方式或Slave方式下,通俗說法就是看誰提供時鍾信號,提供時鍾的一方為Master,相反的一方則為Slaver。
UART(Universal Asynchronous Receive Transmit):屬於最基本的一種非同步傳輸介面,其信號線只有Rx和Tx兩條,基本的數據格式為:Start Bit + Data Bit(7-bits/8-bits) + Parity Bit(Even, Odd or None) + Stop Bit(1~2Bit)。一位數據所佔的時間稱為Baud Rate(波特率)。
對於大多數的MCU來講,數據為的長度、數據校驗方式(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定。此類介面最常用的方式就是與PC機的串口進行數據通訊。
I2C介面:I2C是由Philips開發的一種數據傳輸協議,同樣採用2根信號來實現:SDAT(串列數據輸入輸出)和SCLK(串列時鍾)。其最大的好處是可以在此匯流排上掛接多個設備,通過地址來進行識別和訪問;I2C匯流排的一個最大的好處就是非常方便用軟體通過IO口來實現,其傳輸的數據速率完全由SCLK來控制,可快可慢,不像UART介面,有嚴格的速率要求。
Watchdog(看門狗定時器):Watchdog也是絕大多數MCU的一種基本配置(一些4位MCU可能沒有此功能),大多數的MCU的Watchdog只能允許程序對其進行復位而不能對其關閉(有的是在程序燒入時來設定的,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閉。一般而言watchdog的復位時間是可以程序來設定的。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。
單片機的學習竅門
任何一款MCU,其基本原理和功能都是大同小異,所不同的只是其外圍功能模塊的配置及數量、指令系統等。
對於指令系統,雖然形式上看似千差萬別,但實際上只是符號的不同,其所代表的含義、所要完成的功能和定址方式基本上是類似的。
要了解一款MCU,首先需要知道就是其ROM空間、RAM空間、IO口數量、定時器數量和定時方式、所提供的外圍功能模塊(Peripheral Circuit)、中斷源、工作電壓及功耗等等。
了解這些MCU Features後,接下來第一步就是將所選MCU的功能與實際項目開發的要求的功能進行對比,明確哪些資源是目前所需要的,哪些是本項目所用不到的。
對於項目中需要用到的而所選MCU不提供的功能,則需要認真理解MCU的相關資料,以求用間接的方法來實現,例如,所開發的項目需要與PC機COM口進行通訊,而所選的MCU不提供UART口,則可以考慮用外部中斷的方式來實現。
對於項目開發需要用到的資源,則需要對其Manua*進行認真的理解和閱讀,而對於不需要的功能模塊則可以忽略或瀏覽即可。對於MCU學習來講,應用才是關鍵,也是最主要的目的。
明確了MCU的相關功能後,接下來就可以開始編程了。
對於初學者或初次使用此款MCU的設計者來說,可能會遇到很多對MCU的功能描述不明確的地方,對於此類問題,可以通過兩種方法來解決,一種是編寫特別的驗證程序來理解資料所述的功能;另一種則可以暫時忽略,單片機程序設計中則按照自己目前的理解來編寫,留到調試時去修改和完善。前一種方法適用於時間較寬松的項目和初學者,而後一種方法則適合於具有一定單片機開發經驗的人或項目進度較緊迫的情況。
指令系統千萬不要特別花時間去理解。指令系統只是一種邏輯描述的符號,只有在編程時根據自己的邏輯和程序的邏輯要求來查看相關的指令即可,而且隨著編程的進行,對指令系統也會越來越熟練,甚至可以不自覺地記憶下來。
單片機的程序編寫
MCU的程序的編寫與PC下的程序的編寫存在很大的區別,雖然現在基於C的MCU開發工具越來越流行,但對於一個高效的程序代碼和喜歡使用匯編的設計者來講,匯編語言仍然是最簡潔、最有效的編程語言。
對於MCU的程序編寫,其基本的框架可以說是大體一致的,一般分為初始化部分(這是MCU程序設計與PC最大的不同),主程序循環體和中斷處理程序三大部分,其分別說明如下:
初始化:對於所有的MCU程序的設計來講,出世化是最基本也是最重要的一步,一般包括如下內容:
屏蔽所有中斷並初始化堆棧指針:初始化部分一般不希望有任何中斷發生。
清除系統的RAM區域和顯示Memory:雖然有時可能沒有完全的必要,但從可靠性及一致性的角度出發,特別是對於防止意外的錯誤,還是建議養成良好的編程習慣。
IO口的初始化:根據項目的應用的要求,設定相關IO口的輸入輸出方式,對與輸入口,需要設定其上拉或下拉電阻;對於輸出口,則必須設定其出世的電平輸出,以防出現不必要的錯誤。
中斷的設置:對於所有項目需要用到的中斷源,應該給予開啟並設定中斷的觸發條件,而對於不使用的多餘的中斷,則必須給予關閉。
其他功能模塊的初始化:對於所有需要用到的MCU的外圍功能模塊,必須按項目的應用的要求進行相應的設置,如UART的通訊,需要設定Baud Rate,數據長度,校驗方式和Stop Bit的長度等,而對於Programmer Timer,則必須設置其時鍾源,分頻數及Reload Data等。
參數的出世化:完成了MCU的硬體和資源的出世化後,接下來就是對程序中使用到的一些變數和數據的初始化設置,這一部分的初始化需要根據具體的項目及程序的總體安排來設計。對於一些用EEPROM來保存項目預制數的應用來講,建議在初始化時將相關的數據拷貝到MCU的RAM,以提高程序對數據的訪問速度,同時降低系統的功耗(原則上,訪問外部EEPROM都會增加電源的功耗)。
主程序循環體:大多數MCU是屬於長時間不間斷運行的,因此其主程序體基本上都是以循環的方式來設計,對於存在多種工作模式的應用來講,則可能存在多個循環體,相互之間通過狀態標志來進行轉換。對於主程序體,一般情況下主要安排如下的模塊:
計算程序:計算程序一般比較耗時,因此堅決反對放在任何中斷中處理,特別是乘除法運算。
顯示傳輸程序:主要針對存在外部LED、LCD Driver的應用。
中斷處理程序:中斷程序主要用於處理實時性要求較高的任務和事件,如,外部突發性信號的檢測,按鍵的檢測和處理,定時計數,LED顯示掃描等。
一般情況下,中斷程序應盡可能保證代碼的簡潔和短小,對於不需要實時去處理的功能,可以在中斷中設置觸發的標志,然後由主程序來執行具體的事務――這一點非常重要,特別是對於低功耗、低速的MCU來講,必須保證所有中斷的及時響應。
對於不同任務體的安排,不同的MCU其處理的方法也有所不同。
例如,對於低速、低功耗的MCU(Fosc=32768Hz)應用,考慮到此類項目均為手持式設備和採用普通的LCD顯示,對按鍵的反應和顯示的反應要求實時性較高,應此一般採用定時中斷的方式來處理按鍵的動作和數據的顯示;而對於高速的MCU,如Fosc》1MHz的應用,由於此時MCU有足夠的時間來執行主程序循環體,因此可以只在相應的中斷中設置各種觸發標志,並將所有的任務放在主程序體中來執行。
在MCU的程序設計中,還需要特別注意的一點就是:要防止在中斷和主程序體中同時訪問或設置同一個變數或數據的情況。有效的預防方法是,將此類數據的處理安排在一個模塊中,通過判斷觸發標志來決定是否執行該數據的相關操作;而在其他的程序體中(主要是中斷),對需要進行該數據的處理的地方只設置觸發的標志。――這可以保證數據的執行是可預知和唯一的。
全球主流單片機製造商
歐美地區
1、Freescale+NXP(飛思卡爾+恩智浦):荷蘭,主要提供16位、32位MCU。應用范圍:汽車電子、LED和普通照明、醫療保健、多媒體融合、家電和電動工具、樓宇自動化技術電機控制、電源和功率轉換器、能源和智能電網、自動化、計算機與通信基礎設施。
2、Microchip+Atmel(微芯科技+愛特梅爾):美國,主要提供16位、32位MCU。應用范圍:汽車電子、工業用、電機控制、汽車、樓宇自動化、家用電器、家庭娛樂、工業自動化、照明、物聯網、智能能源、移動電子設備、計算機外設。
3、Cypress+Spansion(賽普拉斯+飛索半導體):美國,主要提供8位、16位、32位MCU。應用范圍:汽車電子、家用電器、醫療、消費類電子、通信與電信、工業、無線。
4、ADI(亞德諾半導體):美國,主要提供8位、16位、32位MCU。應用范圍:航空航天與國防、汽車應用 、樓宇技術 、通信 、消費電子 、能源 、醫療保健 、儀器儀表和測量 、電機、工業自動化 、安防。
5、Infineon(英飛凌):德國,主要提供16位、32位MCU。應用范圍:汽車電子、消費電子、工程、商用和農用車輛、數據處理、電動交通、工業應用、醫療設備、移動設備、電機控制與驅動、電源、面向摩托車電動自行車與小型電動車、智能電網、照明、太陽能系統解決方案、風能系統解決方案。
6、ST Microelectronics(意法半導體):義大利/法國,主要提供32位MCU。應用范圍:LED和普通照明、交通運輸、醫療保健、多媒體融合、家電和電動工具、樓宇自動化技術電機控制、電源和功率轉換器、能源和智能電網、自動化、計算機與通信基礎設施。
7、Qualcomm(高通):美國,主要提供16位,32位MCU。應用范圍:智能手機、平板電腦、無線數據機。
8、Texas Instruments(德州儀器):美國,主要提供16位、32位MCU。應用范圍:汽車電子、消費電子、醫療設備、移動設備、通信。
9、Maxim(美信):美國,主要提供32位MCU。應用范圍:汽車電子、消費電子、工業應用、安防。
日韓地區
1、Renesas(瑞薩):日本,主要提供16位、32位MCU。應用范圍:電腦及外設、消費類電子、健康醫療電子、汽車電子、工業、通信。
2、Toshiba(東芝):日本,主要提供16位、32位MCU。應用范圍:汽車電子、工業用、電機控制、無線通信、行動電話、電腦與周邊設備、影像及音視頻、消費類(家電)、LED照明、安全、電源管理、娛樂設備。
3、Fujitsu(富士通):日本,主要提供32位MCU。應用范圍:汽車、醫療、機械,家電。
4、Samsung Electronics(三星電子):韓國,主要提供16位、32位MCU。應用范圍:汽車電子、工業用、電機控制、汽車、樓宇自動化、家用電器、家庭娛樂、工業自動化、照明、物聯網、智能能源、移動電子設備、計算機外設。
台灣地區
1、宏晶科技:台灣,主要提供32位MCU。應用范圍:通信、工業控制、信息家電、語音。
2、盛群半導體:台灣,主要提供8位、32位MCU。應用范圍:消費電子、LED照明等。
3、凌陽科技:台灣,主要提供8位、16位MCU。應用范圍:家庭影音。
4、中穎電子:台灣,主要提供4位、8位MCU。應用范圍:充電器、移動電源、家電、工業控制。
5、松翰科技:台灣,主要提供8位、32位MCU。應用范圍:搖控器、智能型充電器、大小系統、電子秤、耳溫槍、血壓計、胎壓計、各類量測及健康器材。
6、華邦電子:台灣,主要提供8位、16位MCU。應用范圍:車用電子、工業電子、網路、計算機、消費電子、物聯網。
7、十速科技:台灣,主要提供4位、8位、51位MCU。應用范圍:遙控器、小家電。
8、佑華微電子:台灣,主要提供4位、8位MCU。應用范圍:錄音集成電路產品、消費電子、家用產品。
9、應廣科技單片機:台灣,主要提供4位、8位MCU。應用范圍:機械、自動化、家電、機器人。
10、義隆電子:台灣,主要提供8位、16位MCU。應用范圍:消費電子、電腦、智能手機。
大陸地區
1、希格瑪微電子:主要提供32位MCU,應用范圍:電信、製造、能源、交通、電力等。
2、珠海歐比特:主要提供32位MCU,應用范圍:航空航天:星箭站船、飛行器;高端工控:嵌入式計算機;艦船控制、工業控制、電力設備、環境監控。
3、兆易創新:主要提供32位MCU,應用范圍:工業自動化、人機界面、電機控制、安防監控、智能家居、物聯網。
4、晟矽微電子:主要提供8位、32位MCU,應用范圍:小家電、消費類電子、遙控器、滑鼠、鋰電池、數碼產品、汽車電子、醫療儀器及計量、玩具、工業控制、智能家居及安防等領域。
5、芯海科技:主要提供16、32位MCU,應用范圍:儀器儀表、物聯網、消費電子、家電、汽車電子。
6、聯華集成電路:主要提供8位、16位MCU,應用范圍:消費電子、白色家電、工業控制、通信設備、汽車電子、計算機。
7、珠海建榮:主要提供8位MCU,應用范圍:家用電器 、移動電源。
8、炬芯科技:主要提供8位至32位MCU,應用范圍:平板電腦、智能家居、多媒體、藍牙、wifi音頻。
9、愛思科微電子:主要提供8位、16位MCU,應用范圍:消費類晶元、通訊類晶元、信息類晶元、家電。
10、華芯微電子:主要提供8位、4位MCU,應用范圍:衛星接收器、手機充電器、萬年歷、多合一遙控器。
11、上海貝嶺(華大半導體控股):主要提供8位、16位、32位MCU,應用范圍:計算機周邊、HDTV、電源管理、小家電、數字家電。
12、海爾集成電路:主要提供14位、15位、16位MCU,應用范圍:消費電子、汽車電子、工業、智能儀表。
13、北京君正:主要提供32位MCU,應用范圍:可穿戴式設備、物聯網、智能家電、汽車、費類電子、平板電腦。
14、中微半導體:主要提供8位MCU,應用范圍:智能家電、汽車電子、安防監控、LED照明及景觀、智能玩具、智能家居、消費類電子。
15、神州龍芯集成電路:主要提供32位MCU,應用范圍:電力監控、智能電網、工業數字控制、物聯網、智能家居、數據監控。
16、紫光微電子:主要提供8位、16位MCU,應用范圍:智能家電。
17、時代民芯:主要提供32位MCU,應用范圍:汽車導航、交通監控、漁船監管、電力電信網路。
18、華潤矽科微電子(華潤微旗下公司):主要提供8位、16位MCU,應用范圍:消費電子、工業控制、家電。
19、國芯科技:主要提供32位MCU,應用范圍:信息安全領域 、辦公自動化領域、通訊網路領域、 信息安全領域。
20、中天微:主要提供32位MCU,應用范圍:智能手機、數字電視、機頂盒、汽車電子、GPS、電子閱讀器、列印機。
21、華潤微電子:主要提供8位、16位MCU,應用范圍:家電,消費類電子、工業自動化控制的通用控制電路。
22、中穎電子:主要提供4位、8位、16位、32位MCU,應用范圍:家電、電機。
23、靈動微電子:主要提供32位,應用范圍:電機控制、藍牙控制、高清顯示、無線充、無人機、微型列印機、智能標簽、電子煙、LED點陣屏等。
24、新唐科技:主要提供8位MCU,應用范圍:照明、物聯網等。
25、東軟載波:主要提供8位、32位MCU,應用范圍:家電、智能家居、儀器儀表、液晶面板控制器、工業控制等。
26、貝特萊:主要提供32位MCU,應用范圍:智能家居、工業控制以及消費類產品領域。
27、笙泉科技:主要提供8位MCU,應用范圍:車用、教育、工控、醫療等中小型顯示面板。
28、航順晶元:主要提供8位、32位MCU,應用范圍:汽車、物聯網等。
29、復旦微電子:主要提供16位、32位MCU,應用范圍:智能電表、智能門鎖等。
30、華大半導體:主要提供8位、16位、32位MCU,應用范圍:工業控制、智能製造、智慧生活及物聯網等。
⑧ 什麼是單片機有什麼特點
日常生活中,單片機經常可以看見,但是即使如此,也有很多人不知道單片機是什麼?簡單來說單片機就是一個晶元,不過這個晶元屬於高度集成的電路晶元,是一個非常小的計算機系統,我想此時應該有很多人好奇單片機究竟是什麼?接下來我就向大家詳細介紹一下單片機是什麼吧。
單片機定義
單片機,又叫做單片微控制器,英文名稱叫做Microcontrollers,它是一種特殊的晶元,而且晶元裡面的電路是非常密集的,另外正是這些電路把中央處拿擾理器CPU、I/O口、存儲器ROM等功能集中到一起,單片機跟計算機相比較而言,其功能大部分還是一樣的,除了單片機不具備I/O設備而已,但是單片機的體積和價格要小於計算機,而且單片機攜帶起來更方便。
從20世紀80年代開始,單片機就一直保持著快速的發展,就其發展歷程來說,從最初的4位單片機、8位單片機,發展到如今的300m單片機。
單片機的應用分類
一般來說,單片機的應用分類有三種,即通用型、控制型、匯流排型。
單片機的基本結構
單片機的基本結構非常的簡單,有三部分組成,即運算器、主要寄存器、控制器。主要寄存器又包括五種,即累加器A、數據寄存器DR、指令寄存器IR和指令解碼器ID、程序侍告計數器PC、地址寄存器AR。
單片機的應用范圍
單片機的應用范圍從最初消談旦的只運用工業方面,發展到現在的多方位、寬領域,基本上每個領域每個行業都會運用到單片機,尤其是科技技術含量高的行業,例如:汽車、網路通信、家用電器、智能機器等。
單片機的特性
單片機的特性非常的多,下面我就具體來說說吧。
1、單片機的體積很小、攜帶起來非常的方便。
2、單片機的可靠性非常的的強,它可以連續工作一天都沒問題。
3、單片機耗電、耗能非常的小。
4、單片機的操作非常的方便。
5、單片機的適應能力很強。
6、單片機的結構組成非常的簡單,使用起來非常的方便。
7、單片機的處理系統還是很強大的。
以上就是小編收集的所有和單片機相關的信息,希望對大家有所幫助。
⑨ 汽車單片機是什麼東西,能幹什麼用
單片機又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的晶元,而是把一個計算機系統集成到一個晶元上。概括的講:一塊晶元就成了一台計算機。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發提供了便利條件。同時,學習使用單片機是了解計算機原理與結構的最佳選擇。
可以說,二十世紀跨越了三個「電」的時代,即電氣時代、電子時代和現已進入的電腦時代。不過,這種電腦,通常是指個人計算機,簡稱PC機。它由主機、鍵盤、顯示器等組成(如圖1所示)。還有一類計算機,大多數人卻不怎麼熟悉。這種計算棗陵機就是把智能賦予各種機械的單片機(亦凳早戚稱微控制器)。顧名思義,這種計算機的最小系統只用了一片集成電路,即可進行簡單運算和控制。因為它體積小,通常都藏在被控機械的「肚子」里。它在整個裝置中,起著有如人類頭腦的作用,它出了毛病,整個裝置就癱瘓了。現在,這種單片機的使用領域已十分廣泛,如智能儀表、實時工控、通訊設備、導航系統、家用電器等。各種產品一旦用上了單片機,就能起到使產品升級換代的功效,常在產品名稱前冠以形容詞——「智能型」,如智能型洗衣機睜缺等。現在有些工廠的技術人員或其它業余電子開發者搞出來的某些產品,不是電路太復雜,就是功能太簡單且極易被仿製。究其原因,可能就卡在產品未使用單片機或其它可編程邏輯器件上
⑩ 汽車級單片機的特點
寬溫度和抗電磁干擾是汽車級單片機的基本要求。
其實,從指標看,現在不少牌子的單片機都有符合要求的型號,但這里有個實際鬧頌數使用的問題,像PIC,ST和飛思卡爾都是久經考驗的,其它牌子的單片機像擠進來已經是很困難了。因為你只能證明參數符合要求,但實際使用時能否保證不出問題就很難說了。
PIC的C系液首單片機一直是認為抗干擾好(我沒試過),而F系的單片機抗干擾性櫻雀能差我是領教過的。
飛思卡爾的我用過,很中規中矩的單片機,而且性價比我覺的比PIC好。現在電力系統也在用這個。
不過我想樓主應該是更關心這些單片機的內部構造吧?我想汽車級的單片機在內部上絕對和普通的有不同,從PIC的C和F的情況看,估計在指令匯流排、電源、管腳的電路構造上都應該是有很大的不同。