简述单片机的基本概念和特点
1.单片机的基本概念
微控制器又称微控制器,集成了中央处理器(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)和I/O端口电路等微型计算机的主要部件以及总线将它们连接起来,组成一个芯片以上组成的智能控制装置。
微控制器最小系统:微控制器本身只是一个芯片。 它不能集成微型计算机的所有电路。 因此,需要添加时钟、复位电路等,构成单片机的最小应用系统。 如果最小系统资源不足,则需要扩展外围电路和外围电路。 外围芯片等,从而构成了能够满足应用要求的单片机系统。
单片机应用系统:该系统是针对实际控制应用而设计的,与控制对象相结合,是一个满足嵌入式对象要求的完整电路系统。 配置有基于单片机的前向/后向通道接口电路、人机交互通道接口电路、串行通信接口等面向对象的接口电路。 另外,单片机最小系统和单片机应用系统是软件和硬件结合的系统,两者缺一不可。
2、单片机主要特点
单片机作为微型计算机的一种,具有许多特殊的性能,主要包括以下几个方面:
1、体积小、集成度高、可靠性高:单片机将各种功能部件集成在一块芯片上,集成度很高。 内部采用总线结构,减少了芯片之间的连接,大大提高了单片机的可靠性。 性能和抗干扰能力。 芯片本身是根据工业测控环境的要求而设计的。 内部接线非常短,易于对强磁场环境采取屏蔽措施,适合在恶劣环境下工作。
2、控制性能强:单片机的实时控制功能特别强。 其CPU可直接操作1/O口,其位操作能力是其他计算机无法比拟的。 近期推出的单片机产品集成了高速1/O口、ADC、PWM、WDT等元件,具有丰富的控制功能。
3、低电压、低功耗、易于产品化:MCU可以工作在低至2.2V的电压下,有的已经可以工作在1.2V或0.9V的电压下。 工作电流仅为几百微安,功耗降低至μA级别,可使用纽扣电池作为电源使用较长时间。 单片机芯片的类型有很多种,在实际应用中可以根据应用需求进行搭配和选择。 产品封装多样化、低电压、低功耗的特点使其非常容易应用于实际产品中。
4、易于扩展:单片机具有微机正常运行所必需的元件。 芯片外部有许多用于单片机系统扩展的三总线和并行、并行输入/输出引脚,可以方便地扩展存储器、并行1/O端口、A/D和D/A、PWM接口等,构成单片机应用各种规模的系统。
5、性价比高:该单片机硬件结构简单,开发周期短,控制功能强,可靠性高,运行速度和发布率高,具有很强的性能。 另一方面,由于微控制器的广泛使用,其销量巨大。 大公司之间的业务竞争使得价格非常低。 因此,在相同性能条件下,用微控制器开发的技术控制系统比用其他类型的微型计算机开发的控制系统便宜。