当今社会,使用微控制器的产品已经渗透到我们生活的各个领域。 几乎很难找到一个没有微控制器足迹的区域。 如今,这种单片机的应用领域非常广泛,智能仪表、实时工业控制、通讯设备、导航系统、家用电器等,都离不开单片机。 因此,单片机的学习、开发和应用将造就一批计算机应用和智能控制方面的工程师和科学家。 技术越先进,事物就越智能。 学习单片机是社会发展的必然需要,也是电子爱好者和工程师的必修课。
早期的电子仪器设备大多要么成本太高,要么电路复杂。 工程师们要花费大量的精力和时间来维护它们,而改变它们的功能更是困难重重。 单片机强大的功能将使您处理这些得心应手。 当然,前提是你必须了解并学会它。
从事单片机技术的研发工程师属于高级别、高薪职位。 据调查,截至2006年,我国单片机从业人员达250万人。 随着社会的发展,对单片机从业人员的需求将会越来越大。 据不完全统计,到2010年,我国从事单片机设计的人数将达到400万人。 培养单片机应用人才,特别是具有现代单片机最新技术和实践经验的工程师,具有重要的现实意义。
2.什么是微控制器? 单片机有什么用?
如果微控制器和我们使用的计算机本质上没有区别,你一定会感到惊讶(一个芯片)。 这并不奇怪。 事实是这样理解的:单片机是一个简单但完整的计算机系统。 别看它小,但是五脏俱全。 它被集成到一颗芯片中。 它还使用与计算机功能类似的模块,如CPU、内存、并行总线以及与硬盘功能相同的存储设备。 不同的是,这些部件的性能比我们家用电脑弱很多,但价格也低。 是的,一般不超过10元就够了。 但用它来做一些不太复杂的任务比如控制电器之类的就足够了。 在我们现在使用的全自动滚筒洗衣机、抽油烟机、VCD等家电中都可以看到它的身影。 主要作为控制部分的核心部件。
微控制器依赖于程序并且可以修改。 不同的功能是通过不同的程序来实现的,特别是一些特殊的、独特的功能。 这是其他设备需要付出很大努力才能实现的,有的即使付出很大努力也很难实现。 如果用纯硬件实现一个不是很复杂的功能比如20世纪50年代美国开发的74系列或者1960年代的CD4000系列,电路一定是一块大PCB板! 但如果我们使用20世纪70年代在美国成功投放市场的系列微控制器,结果就会大不相同! 只因为单片机可以通过你编写的程序实现高智能、高效率、高可靠性!
准确来说,微控制器不叫IC。 微控制器并不是完成某种逻辑功能的芯片,而是将计算机系统集成到一块芯片上。 总结一下:单片机芯片就变成了微型计算机。 其体积小、重量轻、价格便宜,为学习、应用和开发提供了便利的条件。 同时,学习使用单片机是了解计算机原理和结构的最佳选择。
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可以说,二十世纪跨越了三个“电”时代,即电气时代、电子时代和现在已经进入的计算机时代。 不过,这种计算机通常指的是个人计算机,简称PC。 它由主机、键盘、显示器等组成(如图1所示)。 还有另一种大多数人不太熟悉的计算机。 这种计算机是向各种机器赋予智能的单片计算机(也称为微控制器)。 顾名思义,这种最小的计算机系统仅使用一个集成电路来执行简单的计算和控制。 由于体积小,通常隐藏在被控机器的“肚子”里。 它在整个设备中扮演着与人类思维相同的角色。 如果出现问题,整个设备就会瘫痪。 一旦各种产品使用了微控制器,就可以对产品进行升级。 “智能”这个形容词经常放在产品名称前面,比如智能洗衣机。 如今,一些工厂的技术人员或其他业余电子开发人员生产的一些产品,要么电路过于复杂,要么功能过于简单,很容易被抄袭。 原因可能是该产品没有使用微控制器或其他可编程逻辑器件。
3、单片机主要特点
1)优良的性能价格比。 目前,在国内市场上,一些单片机芯片只需几元钱,加上少量的外围元件,就可以组成功能丰富的智能控制装置。
2)集成度高、体积小、可靠性好。 该单片机将各种功能部件集成在一块芯片上,内部采用总线结构,减少了芯片之间的连线,大大提高了单片机的可靠性和抗干扰能力。 而且,由于微控制器体积小,易于采取电磁屏蔽或密封措施,适合在恶劣环境下工作。
3)控制能力强。 单片机指令丰富,完全可以满足。 工业控制的各种要求。
4)低功耗、低电压,易于生产便携式产品。
5)易于扩展。 可根据需要进行并行或串行扩展,形成各种应用规模的计算机控制系统。
4、学习单片机的条件
目前单片机有很多,我该学哪一种呢? 8051、PIC、MS430、AVR 还是其他型号? 事实上,你可以学习任何一门。 虽然单片机的型号不同,但芯片内部的资源类型是相似的,使用这些资源的方法也相似。 可以说,学了一种,就能掌握其他。 学哪一门主要还是看自己的条件。
8051系列是一个老型号。 它是由世界著名的CPU制造商美国INTEL公司引入世界的。 这类单片机虽然不是目前功能最强大的,但却是应用最广泛、教学书籍和资料最多的。 拥有最成熟的软件开放性和硬件支持的MCU芯片。 各大单片机网站都有相关的学习和例程资料。 Atmel将其发扬光大,推出了FLASH AT89产品系列。 现在最流行的是AT89S51和52,很多人都是从这个单片机开始的。 因此,本站推荐从51单片机入手。
要学习单片机,必须具备以下基本硬件和软件:
个人PC(即计算机)
微控制器及常用外围元件
编程器或下载电缆
实验板和模拟器
万用表和工具(烙铁等)
一本或几本不错的入门书籍
单片机学习难吗? 说不难是骗人的,说难是不负责任的。 有困难的部分,也有简单的部分。 总之,学习单片机最重要的是不断练习! 看不懂内部结构不用怕,记不住说明也别怕。 当你用实物一步步练习时,头脑中很快就会清晰内部结构,并且将指令一一背下来,从而理解理论知识。 就会很清楚并且可以使用。