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一粒金砂(中级)

单片机原理及应用详解 [复制链接]

单片机在我们的生活中随处可见,那么单片机原理又是什么?它是如何工作的?单片机有哪些应用呢?今天就和大家分享一下单片机原理及应用。

 

单片机原理

 

单片机由运算器、控制器、存储器、输入输出设备构成。单片机是如何工作的呢?我们来看一下单片机的工作原理:

 

单片机的工作过程就是一个不断“取指令-分析指令-执行指令”的过程。

 

单片机的程序以一条一条指令的形式存放在程序存储器中,单片机开始工作后,就从程序存储器的特定位置开始取指令。

 

然后由单片机内部的控制器对指令进行分析,根据指令要求,进行“取数、送数、算术运算、逻辑运算、跳转”等基本操作中的一种或几种,这些操作都在一个规定的周期中完成。

 

执行完这些操作以后,到下一个存储器单元中取指令,重复刚才的操作(当然,这些要执行的操作具体内容可能跟上一次不一样了),如此不断重复,直到断电为止。

 

这里所说的“存储器特定位置”、“规定的周期”等与单片机的型号有关,下面以51系列单片机为例来说明。

 

51系列单片机中有一个名为PC的寄存器(就是用来存数的一个容器),在单片机复位后,这个寄存器中的内容被置为0000H,单片机内部的控制器总是根据PC寄存器中的值去相应的程序存储器单元取指令。

 

因此开机后,将从0000H单元取第一条指令,分析执行,同时,PC值将作相应的调整,指向将要执行的下一条指令的位置,下一条指令的位置在哪里呢?对于51单片机来说,一条指令可能占用一个字节、二个字节或三个字节,如果第一条指令是单字节指令,取完第一条指令以后,PC的值就会变为0001H,因此第一条指令执行完毕以后,将从0001H单元中取出第二条指令来执行,以此类推。

 

如果程序是顺序执行的,PC的值将始终不断增加,如果程序中有跳转指令,该指令将影响PC中的值,使PC中的值指向将要执行的下一条指令所在地址单元。这种跳转既可能是正向的,例如由0000H跳转到0030H,也可能是反向的,即往回跳转,如由200H跳转到100H。正是由于指令可以影响到PC中的值,才使得程序可以实现“分支”、“循环”等各种功能。

 

那么,执行一条指令的时间又是多少呢?对于51单片机来说,指令执行时间有三种可能,单周期、双周期和四周期,不管一条指令需要做多少工作,都必然在规定的时间内完成。

 

好了,关于单片机原理就这些这么多,那么单片机有哪些应用呢?

 

单片机应用领域

 

单片机在人们的生活中、工农业生产设备中处处有应用,例如各定时装置、自动控制装置等。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。

 

爱好者学习单片机应该注意观察事物,找到自己周围能够使用单片机的场合,从而将学到的知识应用到实际中去。例如,使用单片机技术改造传统的机电设备、在特定的场合使用单片机替代PLC等就有着广阔的应用前景;又如,使用单片机控制电扇、抽油烟机、空调等,从而制作出具有更强功能、能够通用的控制器,也是可以尝试的。

此帖出自单片机论坛

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UUC
这个文档说的易于理解和浅显直白,让人很通透。   详情 回复 发表于 2022-11-10 19:56

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纯净的硅(高级)

单片机内部就是数字逻辑电路,包括组合逻辑和时序逻辑.

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五彩晶圆(中级)

谢谢分享!

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默认摸鱼,再摸鱼。2022、9、28


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版主

目前生活区随处都是单片机,生活已经离不开单片机了。

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一粒金砂(初级)

进来学习,现在正想要学习这方面的知识

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纯净的硅(中级)

这个文档说的易于理解和浅显直白,让人很通透。

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没有特别的幸运,就要特别的努力


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