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微控制器类型和应用

介绍了微控制器:

微控制器(μC或uC)是由超大规模集成电路(VLSI)制造而成的一种独立芯片微型计算机。微控制器也被称为嵌入式控制器。今天市场上有各种不同类型的微控制器，它们的字长不同，如4bit、8bit、64bit和128bit。微控制器是一种压缩的微型计算机，用于控制办公室机器、机器人、家用电器、汽车和许多其他小工具的嵌入式系统的功能。微控制器由存储器、外设和最重要的处理器等组成。微控制器基本上应用于设备用户需要一定程度控制的设备。

单片机基础知识:

任何存储、测量、显示信息或计算的电器都包含一个微控制器芯片。单片机的基本结构包括:-

  1. CPU——微控制器的大脑被称为CPU。CPU是用来提取数据、解码数据并最终成功完成指定任务的设备。在CPU的帮助下，微控制器的所有组件连接成一个单一的系统。由可编程内存获取的指令由CPU解码。
  2. 内存-在微控制器中的内存芯片工作原理相同微处理器．存储芯片存储所有程序和数据。微控制器是用一定数量的ROM或RAM (EPROM, EEPROM等)或闪存来存储程序源代码的。
  3. 输入/输出端口- I/O端口主要用于接口或驱动不同的设备，如打印机，LCD, LED等。
  4. 串行端口-这些端口提供串行接口的微控制器和各种其他外围设备，如并行端口。
  5. 计时器——微控制器可以内置一个或多个计时器或计数器。计时器和计数器控制微控制器内的所有计数和计时操作。使用定时器来计数外部脉冲。定时器的主要功能有:脉冲产生、时钟功能、频率测量、调制、振荡等。
  6. ADC (模拟数字转换器- ADC用于将模拟信号转换为数字信号。输入信号需要是模拟ADC。该数字信号产品可用于不同的数字应用(如-测量小工具)。
  7. DAC(数字模拟转换器)-这个转换器执行与ADC相反的功能。该设备一般用于监控模拟设备，如-直流电机等。
  8. 解释控制-该控制器用于对工作程序进行延迟控制。解释可以是内部的，也可以是外部的。
  9. 特殊功能块-一些为特殊设备制造的特殊微控制器，如空间系统、机器人等，由这种特殊功能块组成。这个特殊块有额外的端口，以便进行一些特殊操作。

类型的微控制器:

微控制器根据其内存、结构、位和指令集分为几类。所以让我们讨论一下微控制器的类型:-

位:

  • 8位微控制器执行逻辑和算术运算。8位微控制器的例子是Intel 8031/8051。
  • 与8位相比，16位微控制器具有更高的精度和性能。16位微控制器的例子是Intel 8096。
  • 32位单片机主要应用于办公设备、植入式医疗器械等自动控制设备。它需要32位指令来执行任何逻辑或算术函数。

记忆:

  • 外存储器微控制器-当嵌入式结构与微控制器构建时，它不包括存在于芯片上的所有功能块，它被称为外存储器微控制器。说明- 8031微控制器芯片上没有程序存储器。
  • 嵌入式存储微控制器-当一个嵌入式结构由一个包含存在于芯片上的所有功能模块的微控制器构成时，它被称为嵌入式存储微控制器。为了说明- 8051微控制器有所有的程序和数据内存，计数器和计时器，中断，I/O端口，因此它的嵌入式内存微控制器。

指令集:

  • CISC的意思是复杂指令集计算机，它允许用户应用一条指令作为许多简单指令的替代。
  • 意思是简化指令集计算机。RISC通过缩短每条指令的时钟周期来减少操作时间。

内存架构:

  • 哈佛内存架构微控制器
  • 普林斯顿内存架构微控制器

8051单片机：

最普遍使用的一套微控制器来自8051家族。8051微控制器坚持成为广大爱好者和专家的理想选择。在…的过程中8051，人类见证了最具突破性的一套微控制器。最早的8051微控制器是由英特尔公司发明的。这个8051家族的另外两个成员是-

  • 8052 -这个微控制器有3个定时器和256字节的RAM。此外，它还具有传统8051单片机的所有功能。8051单片机是8052单片机的一个子集。
  • 8031 -这款微控制器除了具有传统8051微控制器的所有功能之外，占用的ROM更少。为了执行，一个大小为64K字节的外部ROM可以添加到它的芯片。

8051单片机采用了NV-RAM、UV-EPROM和Flash两种不同类型的存储器。

8051单片机的体系结构：

8051微控制器是Intel公司在1981年推出的一款8位微控制器。它可在40针DIP(双内联封装)。它有4kb的ROM(片上可编程空间)和128字节的内置RAM空间，如果需要，64KB的外部内存可以与微控制器接口。有四个并行8位端口，易于编程和可寻址。单片机中集成了晶振芯片，晶振频率为12MHz。在微控制器中有一个2引脚的串行输入/输出端口。它还包含了两个16位的定时器;这些计时器可以用作内部功能的计时器，也可以用作外部功能的计数器。该微控制器由5个中断源组成，即串口中断、定时器中断1、外部中断0、定时器中断0、外部中断1。该微控制器的编程方式包括GPRs(通用寄存器)、SFRs(特殊功能寄存器)和SPRs(特殊用途寄存器)。

PIC单片机:

微芯片技术公司提供的外围接口控制器(PIC)，将其单独的芯片微控制器分类。这些设备在8位微控制器中非常成功。这背后的首要原因是微芯片技术一直在不断升级设备架构，包括很多所需的外围设备到微控制器，以配合客户的需要。PIC单片机在爱好者和实业家中非常受欢迎;这只是因为广泛的可用性，低成本，大的用户基础和串行编程能力。

PIC单片机架构:

8位PIC微控制器的架构可以分为以下几种

  1. 基线架构-在基本架构中包括PIC10F系列的PIC微控制器，同时还包括部分PIC12和PIC16系列。这些小工具使用12位程序字结构，6到28脚包的替代品。简单定义的基线架构属性集可以提供最赚钱的产品解决方案。这种架构非常适合使用电池的小玩意。PIC10F200系列是另一款价格合理的8位flash微控制器，带有6脚封装。
  2. 中期范围架构-在PIC12和PIC16家族的中线成员添加了属性14位程序字结构。中端PIC16小工具提供了各种各样的包替代(从8包到64包)，具有低级别到高级别的外设合并。这款PIC16电器具有多种模拟，数字和串行外设，如- SPI, USART, I2C, USB, LCD和a /D转换器。中档PIC16微控制器具有8级硬件负载的悬浮控制能力。
  3. 高性能体系结构-高性能架构包括PIC18系列电器。这些微控制器使用16位程序字体系结构以及18到100引脚包的替代品。PIC18是高性能的微控制器，内置模拟数字转换器。所有PIC18微控制器都集成了高度发达的RISC架构，支持闪存设备。PIC18改进了基础属性，32级深度负载和几个内部和外部中断。

注:列表顶部PIC微控制器项目工程的学生

AVR微控制器:

AVR也被称为高级虚拟RISC，是一种定制的哈佛架构的8位RISC单芯片微控制器。它是1966年由阿特梅尔发明的。哈佛架构意味着程序和数据聚集在不同的空间，并同时使用。它是最早使用片上闪存的微控制器家族之一，主要用于存储程序，而其他微控制器同时使用一次可编程的EPROM、EEPROM或ROM。闪存是一种非易失性(开机不关机)可编程存储器。

AVR单片机架构:

AVR微控制器的架构是由Alf-Egil Bogen和Vegard Wollan开发的。AVR这个名字来源于微控制器的架构开发者的名字。AT90S8515是最早的基于AVR架构的微控制器;另一方面，最先冲击商业市场的微控制器是1997年推出的AT90S1200。

SRAM、Flash和EEPROM都集成在一个芯片上，从而在最大的设备中消除任何其他外部存储器的需求。一些设备由并行的外部总线替代组成，以便添加额外的数据存储小部件。除TinyAVR芯片外，几乎所有的设备都包含串行接口，用于连接大型串行Flash和eeprom芯片。

ARM微控制器:

ARM是一家设计微处理器架构的公司的名字。它还致力于将它们授权给制造真正芯片的生产商。实际上，ARM是一个32位的真正的RISC架构。它最初是在1980年由Acorn计算机有限公司开发的。这种ARM基础微处理器没有板载闪存。ARM是专门为微控制器设备设计的，它很容易训练和使用，然而强大到足以用于最具挑战性的嵌入式设备。

ARM单片机架构:

ARM架构是ARM公司开发的32位RISC处理器。由于它的省电特性，ARM中央处理单元在移动电子市场上很流行，减少电力消耗是移动电子市场的一个重要设计目标。ARM架构由下面的RISC元素组成:-

  • 最大单周期功能
  • 恒定的16×32位注册文件。
  • 加载或存储架构。
  • 预设32位指令宽度，简化流水线和解码，最小化码密度。
  • 对于不对齐的内存访问不支持。

单片机应用程序:

微控制器用于嵌入式设备，相比之下，微处理器用于pc或其他通用设备。微控制器被用于自动管理的发明和电器，如电动工具，植入式医疗设备，汽车引擎控制系统，办公机器，远程控制电器，玩具和许多嵌入式系统。与使用不同的微处理器、I/O设备和内存的设计相比，微控制器的尺寸和支出较小，可以以低廉的价格对越来越多的设备和操作进行数字控制。混合信号微控制器一般;将模拟元件组合在一起需要控制非数字电子结构。

单片机在日常生活设备中的应用:

  • 光感应和控制装置
  • 温度传感和控制装置
  • 火灾探测和安全设备
  • 工业自动化仪表设备
  • 过程控制设备

单片机在工业控制器件中的应用:

  • 工业自动化仪表设备
  • 过程控制设备

单片机在计量测量设备中的应用:

  • 电压计
  • 测量旋转物体
  • 当前的计
  • 手持计量系统

相关链接:微控制器与微处理器的区别

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22日回复

  1. 这就跟你问声好！你用推特吗?如果可以的话，我想跟着你。我非常喜欢你的博客，期待着新的帖子。

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  4. 你好. .
    我们目前正在进行一个项目。
    遥控拖拉机..
    什么是适合这个项目的微控制器??
    谢谢. .

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  8. 实际上我来自不同的领域，但我想知道关于微控制器，所以我浏览和得到这篇艺术家的文章，我清楚地了解一切，谢谢写作

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  9. 非常详细和简单的信息，我正在做的项目自动化光控制系统，最好的微控制器是最好的我

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  12. 我很想把这篇文章用在我的研究中，但是没有作者的名字!!
    你能不能用别的名字，而不是管理员!?

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