什么是单片机?它的原理是什么?

作者&投稿:致季 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
单片机的原理是什么?~

单片机相当于一个微型计算机,它是一个小芯片,但里面具备了cpu,ram,rom,定时器/计算器,各种接口,原理主要是用命令去控制片内电路,从而实现对外部电路的控制。 它的用处随处可见,如工业上控制车床,钻床等;在家电方面,如手机,冰箱等等都离不开它;在航空航天,尖端武器等各种实时控制系统中都离不开它。
建议你好好去学习它,会让你其乐无穷,受益匪浅!

单片机原理:一种在线式实时控制计算机的原理方式

单片机诞生于20世纪70年代。所谓单片机是利用大规模集成电路技术把中央处理单元(Center Processing Unit,也即常称的CPU)和数据存储器(RAM)、程序存储器(ROM)及其他I/O通信口集成在一块芯片上,构成一个最小的计算机系统,再加上了中断单元,定时单元及A/D转换等更复杂、更完善的电路,使得单片机的功能越来越强大,应用更广泛。

  现在更多单片机的发展已经进入了嵌入式系统时代, 由于制造工艺的进步,有如 VHDL、RTOS、CPLD、FPGA、DSP、ARM等这一系列可编程器件的体积越来越小、成本越来越低,而功能是越来越能满足人们的需要。自上世纪80年代以来,单片机技术在我国各个控制领域得到了广泛应用,各个世界半导体公司都非常看好中国这个庞大的市场而纷纷到中国来投资建厂,如在苏州就有日本的瑞萨、松下、美国的快捷等半导体公司在中的生产厂地。同时面对这一技术的不断发展,我国大部分高校都已经把单片机方面的课程作为学生的必修课,这为我国近些年来的科技、工业控制等方面的发展培养了大量人才,而且社会对此方面的人才需求还在不断的增加。面对如此情况,作为在校学生,又该从何学起?如何学好这门课程呢?又怎样才能不让自己学了等于没学呢?本文在多年实践的基础上,介绍自已的一些感受和经验。

  理解单片机的结构

  对于一个初学者,最迷糊的就是对单片机芯片里面的结构的理解,小小的一个芯片为何能完成如此神奇的功能。

  第一次从事电子方面的工作,也总对那黑黑的芯片里面感到不可思意的神奇。直到有一天,在检修一台日本二手电子市场里买来的程控交换机时,发现里面有一块黑东西上的黑胶已经裂开,把它撬开一看,里面就是一块电路板,上面焊满了密密麻麻的电子零件。终于有点明白,原来芯片也可以这样做成。当然当时所见的那块电路板是不能被称之为芯片的,那只是日本的电子制造公司为了防止别人抄袭而把整个电路板密封起来或其它原因,只引出几个的引脚与其它电路连接。不过它可以让人联想到芯片的基本结构与此相类似,如果把那些内眼看得见的电子零件再缩小一千倍或更小以至于能把所有电子零件做在一个硅片上,那也就成了名副其实的芯片了。我们不防以图1所示的电路及电路板来做一个生动形象的介绍。该图是一个直流马达可以正反两个方向转动的电路,做成电路板并焊好电子元件后,经测试没有问题就可以用黑胶(通常采用酚醛树脂等材料)把所有电子元件封起来,只留六个引脚来与外部电路连接,这样看起来就好像是一个芯片。

  知道了一般芯片的原理,同样可以更进一步想象单片机为什么会执行逻辑运算等功能,这就牵涉到数字电路和模拟电路的知识。其实不管一个单片机的功能是如何的强大,其只不过是把许多以微米,甚至是纳米为单位级的数字的和模拟电子器件组成。为了形象的来说明单片机内部的结构原理,这里不访举如图2所示的跑马灯电路来阐述。图中电路表明的最终目的是让LED依次轮流被点亮。首先是通过计数器对输入脉冲计数,从0到15共16个脉冲为一个轮回,也即计数器的输出依次为二进制的0000B到1111B,再由四-十六译码器把计数器的结果解码输出,即依次置Y0到Y15由高电平变为高电平。当某一输出为高电平时,经过反向器后,与此线路相连接的LED的阴极被拉为低电平从而点亮该发光二极管。这样一来,计数器和译码器就相当于单片机里的处理器与PC地址寄存器了,与译码器输出脚相连的线就相当于地址线,与LED负极相连的输出线就相当于数据线,每一条“地址线”都与8根“数据线”有一个交叉,每一个交叉就相当于存储单元的每一个位。在这些交叉处是否要连通就相当于把程式烧录到存储器(ROM)里。最后总体来看就相当于一个只有16个地址的8位单片机。如果把LED换成图中数码管,改变图中的二极管连接,在“单片机”通电和输入时钟脉冲后,就可以不停的来显示数字了。

  另外,要做到对单片机内部结果真正的了解,还必须得先要有很扎实的电路基础、模拟电路、数字电路等方面的知识,否则可能就是空中楼阁。


单片机的工作原理?
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单片机原理
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关于单片机原理的问题
只因为单片机的通过你编写的程序可以实现高智能,高效率,以及高可靠性! 由于单片机对成本是敏感的,所以目前占统治地位的软件还是最低级汇编语言,它是除了二进制机器码以上最低级的语言了,既然这么低级为什么还要用呢?很多高级的语言已经达到了可视化编程的水平为什么不用呢?原因很简单,就是单片机没...

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单片机原理及应用张岩
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51单片机原理是什么,有哪些应用?
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单片机缩写是什么
而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机,和计算机相比,单片机只缺少了I\/O设备。概括的讲:一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时,学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。

啥是单片机,学它有钱途吗?
编辑本段单片机定义 单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上,但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件:CPU、内存、内部和外部总线系统,目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器,实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网...

单片机原理是什么?
有时人们可能会尝试使用非法手段来修改或破解单片机,以执行未经授权的操作,比如:1. 破解固件:一些人可能会尝试破解单片机上的固件,以解锁或修改设备的功能。这可能涉及破解加密算法或绕过安全措施。2. 逆向工程:逆向工程是一种研究和分析单片机或其他电子设备的方法,以理解其工作原理、协议或通信方式。

双清区18788536901: 单片机的工作原理是? -
韩栋铋镁: 它是一种在线式实时控制计算机,在线式就是现场控制,需要的是有较强的抗干扰能力,较低的成本,它内部也用和电脑功能类似的模块,比如CPU,内存,并行总线,还有和硬盘作用相同的存储器件. 单片机是靠程序的,并且可以修改.通过不同的程序实现不同的功能,尤其是特殊的独特的一些功能,这是别的器件需要费很大力气才能做到的,有些则是花大力气也很难做到的.一个不是很复杂的功能要是用美国50年代开发的74系列,或者60年代的CD4000系列这些纯硬件来搞定的话,电路一定是一块大PCB板!但是如果要是用美国70年代成功投放市场的系列单片机,结果就会有天壤之别!只因为单片机的通过你编写的程序可以实现高智能,高效率,以及高可靠性!

双清区18788536901: 单片机的工作原理是什么 -
韩栋铋镁: 单片机自动完成赋予它的任务的过程,也就是单片机执行程序的过程,即一条条执行的指令的过程,所谓指令就是把要求单片机执行的各种操作用的命令的形式写下来,这是在设计人员赋予它的指令系统所决定的,一条指令对应着一种基本操作...

双清区18788536901: 单片机是什么东西?原理是?
韩栋铋镁: 单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上.概括的讲:一块芯片就成了一台计算机.它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件. 原理嘛就不清楚了

双清区18788536901: 单片机是什么工作原理? -
韩栋铋镁: 单片机到底是什么呢?就是一个电脑,只不过是微型的,麻雀虽小,五脏俱全:它内部也用和电脑功能类似的模块,比如CPU,内存,并行总线,还有和硬盘作用相同的存储器件,不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多,不过...

双清区18788536901: 单片机原理是什么
韩栋铋镁: 先来回答和个人计算机的不同 以51单片机为例,是一个8位的低速处理器,功耗低,适合便携设备,完全兼容Intel 8031指令. 个人计算机,通常是32位或者64位的高速处理器,适合做大量运算,兼容x86指令. PS:cpu的指令系统是方便程序执行所设计的,不然一大堆源代码会吓死人的. 单片机前景: 由于单片机的低功耗,占用空间小,价格低廉,被广泛的应用到现在的手机,电子手表,mp3,mp4,电视机,冰箱,洗机器,热水器等等的智能设备. 单片机原理: 单片机内部集成了大量的逻辑开关,每被激发一次,部分开关就会按所编入的程序改变状态,这个比较偏向于底层设计,外国就有牛人自己用晶体管做了一个CPU.

双清区18788536901: 单片机的原理是什么
韩栋铋镁: 单片机由运算器、控制器、存储器、输入输出设备构成. 单片机自动完成赋予它的任务的过程,也就是单片机执行程序的过程,即一条条执行的指令的过程,所谓指令就是把要求单片机执行的各种操作用的命令的形式写下来,这是在设计人员赋予它的指令系统所决定的,一条指令对应着一种基本操作;单片机所能执行的全部指令,就是该单片机的指令系统,不同种类的单片机,其指令系统亦不同. 复制的别人的,感觉对于刚入门的人来说这些已经多了,随着你的学习,这些东西都会慢慢接触到的,补充点就是,51单片机比较常用,学习起来相对简单,可考虑从这个入手

双清区18788536901: 单片机的原理是什么?
韩栋铋镁: 单片机的原理多指应用原理,在单片机未出现的时代,功能复杂的设备往往体积庞大,复杂操作都是通过大量的印刷线路板实现的.而单片机借助其体积小巧,功能强大的优势,依靠可执行多条命令的C语言,和独立运算处理的计算机能力,控制相关线路的开合,达到对设备的控制和操作.简单的说就是将一个微型计算机放置在设备线路上,通过规定指令,达到实际操作.

双清区18788536901: 什么是单片机简述单片机的工作原理
韩栋铋镁: 单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统.尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上,但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件:CPU、内存、内部和外部总线系统,目前大部分还会具有外存.同时集成诸如通讯接口、定时器,实时时钟等外围设备.而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上. 参考单片机好搜百科:http://baike.haosou.com/doc/30473-31769.html

双清区18788536901: 单片机的内部构造及其工作原理是什么 -
韩栋铋镁: 单片机是一种集成在电路芯片,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/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器...

双清区18788536901: 单片机原理讲的什么鬼 -
韩栋铋镁: 单片机原理是指一种在线式实时控制计算机的原理方式.在线式就是现场控制,需要的是有较强的抗干扰能力,较低的成本,这也是和离线式计算机(比如家用PC)的主要区别.单片机就是微型一个电脑,它是靠程序工作的,并且可以修改.通过不同的程序实现不同的功能.

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