單片機(jī)的應(yīng)用
單片機(jī)就是在一塊硅片上集成了中央處理器，隨機(jī)存儲(chǔ)器，程序存儲(chǔ)器，定時(shí)器和各種I/O接口，也就是說集成在一塊芯片上的計(jì)算機(jī)。單片機(jī)的主要特點(diǎn)是體積比較小，重量輕，再加上良好的抗干擾性和可靠性，單片機(jī)已經(jīng)成為工業(yè)控制的不可缺少的器件之一。
自從1976年問世以來，單片機(jī)獲得了巨大的發(fā)展，F(xiàn)在比較流行的單片機(jī)是美國Intel的MCS51/96以及Motorola的MC系列，Zilog的Z8系列，同時(shí)還有更多新型的、功能更強(qiáng)的單片機(jī)不斷出現(xiàn)。
單片機(jī)和普通計(jì)算機(jī)的區(qū)別在于其集成性，這樣單片機(jī)犧牲了廣泛意義上的通用性，主要適用于工業(yè)控制或者是集成在產(chǎn)品中。這樣單片機(jī)性能的發(fā)展也不能和普通計(jì)算機(jī)相提并論，但是對于工業(yè)的應(yīng)用，單片機(jī)的速度已經(jīng)是足夠了，而且有其適應(yīng)工業(yè)應(yīng)用的方面。
單片機(jī)的核心部分是中央處理器(CPU)，CPU主要包括運(yùn)算器和控制器兩個(gè)部分，運(yùn)算器中主要包括了累加器，寄存器組，算術(shù)邏輯單元，是處理能力的核心。控制器是計(jì)算機(jī)的指揮核心，包括指令部件、時(shí)序部件和微操作控制部件，其功能是完成CPU內(nèi)外的數(shù)據(jù)交換。和普通計(jì)算機(jī)不同的是，單片機(jī)采用哈佛型的體系結(jié)構(gòu)，而普通的計(jì)算機(jī)采用的諾伊曼型的結(jié)構(gòu)，即單片機(jī)采用的是數(shù)據(jù)和程序存儲(chǔ)器分離，而通用的計(jì)算機(jī)則是使用相同的存儲(chǔ)空間。單片機(jī)的存儲(chǔ)分為RAM和ROM兩種，其中ROM又包括PROM,EPROM,EEPROM等多種不同的類型，程序通常固化存儲(chǔ)在ROM中，豐富的存儲(chǔ)類型也使得單片機(jī)更加適合工業(yè)上不同場合的需要。重要的是，單片機(jī)還具有很強(qiáng)的存儲(chǔ)擴(kuò)展能力，有能力滿足不同的存儲(chǔ)需要。
單片機(jī)內(nèi)部內(nèi)置的定時(shí)器和I/O接口是不可缺少的一個(gè)部分。定時(shí)器使用方便，控制方式很靈活，精度完全能夠滿足一般工業(yè)控制的需要。單片機(jī)的I/O系統(tǒng)類型豐富，具有很強(qiáng)的輸入輸出能力，定時(shí)器和I/O的特性也是單片機(jī)區(qū)別于普通計(jì)算機(jī)的一大特色。
單片機(jī)的開發(fā)最早主要是處于匯編級的開發(fā)，這樣，為單片機(jī)開發(fā)程序還是比較復(fù)雜的應(yīng)用。雖然單片機(jī)的指令系統(tǒng)和普通計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的指令非常類似，但它也有自己特殊的指令。比如MCS系列單片機(jī)的位尋址就是一個(gè)特有的尋址方式，這也增強(qiáng)了該類型單片機(jī)在處理布爾代數(shù)時(shí)候的能力。除此以外，單片機(jī)的指令格式也比較特殊。單片機(jī)的主要的開發(fā)工作都集中在接口技術(shù)，也就是為單片機(jī)進(jìn)行擴(kuò)展外部功能。單片機(jī)的接口技術(shù)主要包括了并行接口，串行接口，數(shù)模轉(zhuǎn)換器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及接口的擴(kuò)展技術(shù)。通過這些擴(kuò)展工作，單片機(jī)就獲得了交互的能力，也使得內(nèi)部的處理能力得到有效的發(fā)揮。單片機(jī)發(fā)展到今天，出現(xiàn)了不少高級語言的開發(fā)工具，這些系統(tǒng)通過仿真，在更高的平臺(tái)上進(jìn)行快速的開發(fā)，也為單片機(jī)的廣泛應(yīng)用鋪平了道路。
單片機(jī)的主要目的是為了應(yīng)用，以下的一些例子就可以看出其廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用于工業(yè)的測控是單片機(jī)的主要功能之一。單片機(jī)有豐富的I/O線，較大部分的這樣的單片機(jī)都應(yīng)用在汽車工業(yè)，使得汽車在局部的處理中擁有更多的智能。在汽車的局部處理中，單片機(jī)加上傳感器，再輔以固定的算法，就能夠在駕駛員不知不覺的情況下對車況進(jìn)行調(diào)整。另外，隨著單片機(jī)性能的增強(qiáng)，單片機(jī)也同樣廣泛應(yīng)用在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)中。
單片機(jī)已經(jīng)無處不在，與我們生活更加相關(guān)并滲透入生活的方方面面。單片機(jī)的特點(diǎn)是小，也就是其集成的特性，其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)是普通的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的簡化。在增加一些外圍電路之后，就能成為一個(gè)完整的系統(tǒng)。比如，我們常用的一類電子秤，內(nèi)部就安裝了一塊單片機(jī)，再加上傳感器、顯示器和一些附加電路，就形成了一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)。所以單片機(jī)的可擴(kuò)展性是相當(dāng)好的。又比如K85這樣的電腦中頻電療儀，能夠從病人身上獲取數(shù)據(jù)，然后根據(jù)現(xiàn)有的算法從幾種治療處方中選擇，而在每一種處方中還能夠根據(jù)病人的病情而改變中頻和波形及輸出電流強(qiáng)度。這樣可以看出單片機(jī)本身也具有和普通計(jì)算機(jī)類似的強(qiáng)大的處理，可以增加復(fù)雜的算法，獲得很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力。單片機(jī)也可以應(yīng)用在電腦縫紉機(jī)上，這樣單片機(jī)可以替代很多機(jī)械部分，還能提供很多老式的縫紉機(jī)無法實(shí)現(xiàn)的圖案。所以單片機(jī)在工業(yè)中的應(yīng)用，極大地提高了工業(yè)設(shè)備的智能化，提高了處理能力和處理效率，而且無需占用很大的空間和復(fù)雜的設(shè)備。
單片機(jī)已經(jīng)為我們方便生產(chǎn)和生活發(fā)揮了巨大的作用，在未來的社會(huì)主義工業(yè)化的建設(shè)中，單片機(jī)無疑會(huì)發(fā)揮更大的作用的。
編輯：admin 最后修改時(shí)間：2018-05-08
