单片机原理

单片机原理是什么呢？不知道的小伙伴来看看小编今天的分享吧！

单片机原理：

单片机也被称为单片微控器，属于一种集成式电路芯片。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/计数器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。

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。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。

单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。

单片机的应用：

节能控制

由于智能电子设备可能会被经常携带外出，因此对这些设备的能耗要求是非常高的，所以经常会设计一些节能控制模块，从而提高智能电子设备的待机时长。单片机技术在节能控制中的应用主要分为以下几个方面：第一，智能电子设备在外出状态下，大部分是处于轻负载的模式，这时候就需要通过节能控制，确保其基础功能的前提下，进一步降低电量的消耗。单片机通过对智能电子设备中数据的收集，可以大致推断当前设备处于较低的负载，这时可以降低电压及电流的输出，达到节能的目的；第二，单片机可以控制能耗的节奏，例如：在小米手环中，收集人体的心率、睡眠和运动步数等数字，这些数字收集后会在本地进行存储，然后以分钟级的频率进行上报；信息未上报时，设备处于低能耗的状态，信息上报时，会出现一些网络传输方面的消耗，单片机可以控制能耗的节奏，将手环的大部分时间控制在低能耗的状态下，可以使得待机时间长达七十二小时以上。[4]

智能语音设备

为了更好地提高智能电子设备的智能性，可以允许人类通过简单的语言进行控制，实现语音人机交互的目的。目前，语音处理芯片已经开发完成，并开始运用到智能电子设备中。单片机在智能语音设备中的应用，主要分为以下两个部分：第一，软件设置方面，由于单片机可以通过编程的方式，处理一些业务逻辑，因此就能够对智能语音处理过程进行操作。例如：在导航智能电子设备中，可以将其中的一些道路名称、距离等进行提取，然后进行播报；同时，还可以选择不同的名人口吻进行播报，真正实现智能化的定制操作，更好地满足用户的需求；第二，硬件设计方面，由于智能语音设备对资源的消耗比较大，因此为了更好地延长产品的待机时间，会使用单片机技术动态控制产品的功率，进一步降低对电量的消耗。同时，还可以通过单片机技术，提高硬件的响应时间，进一步提高用户的体验。

报警控制

对于部分电子设备来讲，会拥有自动报警的设置，报警控制也是单片机技术经常使用的领域，主要体现在以下几个方面：第一，对于一些自动报警装置来讲，例如：家里经常使用的火灾报警器，就是在外界环境达到一定条件下开启智能报警的设备，如果室内的烟雾浓度到达某种水平，或者是收集外界的数据达到某种状态时，就会自动触发报警设置，从而实现智能报警的功能；第二，对于一些智能电子设备来讲，如果外在环境超过设备的工作环境范围时，或者是设备存在一些异常情况时，就会触发自身的报警机制，让用户能够及时了解设备的运作详情，并且根据报警信息提供解决方案。例如：在一些工厂中，经常会安装一些设备，对工厂的生产环境进行监控，当出现某些异常数据时，就会发生报警，为确保设备的正常运作，设备维护人员需要及时进行处理，避免产生较大的故障。

医疗设备

随着医疗设备技术的不断提升，单片机开始在医疗设备中进行广泛的应用，主要体现在：第一，对病人的身体特征数据进行智能监控，可以将一些医疗设备安装在病人身上，并对其身体的数据进行收集，然后与后台的控制系统进行交互，如果发现病人的身体特征异常时，会及时产生报警。例如：部分医疗设备可以针对病人的心跳、脉搏、血压等进行监控，如果发现异常会及时呼叫医生进行处理；第二，在手术过程中，也会使用一些智能电子设备，例如：部分手术需要进入病人的体内进行，在避免开刀的情况下，可以通过控制智能设备完成手术的过程，进一步降低病人的痛苦，提高病人身体恢复的速度；第三，智能体检数据分析设备，可以将用户的体检数据录入进去，然后输入到分析设备后，通过与正常数据的对比，及时对用户的身体疾病进行预测和诊断。随着我国医疗技术水平的不断提高，单片机技术的应用变得越来越广泛，提高了医疗技术水平，更好地维护病人的健康。

应用特点

单片机拥有以下几种应用特点：（1）拥有良好的集成度； （2）单片机自身体积较小；（3）单片机拥有强大的控制功能，同时运行电压比较低；（4）单片机拥有简易携带等优势， 同时性价比较高。单片机主要应用于下面几种领域当中，分别是：自动化办公、机电一体化、尖端武器和国防军事领域、航空航天领域、汽车电子设备、医用设备领域、商业营销设备、计算机通讯、家电领域、日常生活和实时控制领域等

以上就是小编今天的分享了，希望可以帮助到大家。

单片机原理及接口技术

单片机原理及接口技术笔记1单片机概述

闲来无事，恰逢又喜欢这门课。

细细苦寻一个较为好的学习方法，找了一遍，发现还是记笔记对学习有较大的益处。

将笔记放在网上，是一件比较有趣的事情。

学习单片机在个人看来，是一件非常容易的事情。

笔者也是第一次接触课本，面对不太熟悉的知识，有一种亲切的陌生感。

从今天开始，一起来学习吧！

第1章 单片机概述

1.1 什么是单片机？

单片机就是在一片半导体硅片上，集成了中央处理单元（CPU）、储存器（RAM、ROM）、并行I/O、串行I/O、定时器/计数器、中断系统、系统时钟电路及系统总线的，用于测控领域的单片微型计算机。

1.2单片机的特点

• 简单方便，易于掌握。
• 功能齐全，应用可靠，抗干扰能力强。
• 发展迅速，前景广阔。
• 嵌入容易，用途广泛。

如今，无论是电动车、还是洗衣机、小到自动循迹的玩具车，大到顶级的超级跑车，单片机的应用无处不在。工厂的自动化，也与其有密不可分的联系。

更加重要的是，单片机的价格非常的便宜，这正是其大规模应用的基础。

1.3 单片机的应用

单片机具有软硬件结合、体积小，很容易嵌入到各种应用系统中的优点。因此，以单片机为核心的嵌入式控制系统在下述各个领域中得到了广泛的应用。

• 工业控制与检测。
• 智能仪器仪表。
• 消费类电子。
• 通讯设备。
• 武器装备。
• 各种终端及计算机外部设备。
• 汽车电子设备。
• 分布式多机系统。

1.4 单片机的发展趋势

单片机将向大容量、高性能、外围电路内化等方面发展。

• CPU的改进：目前大多单片机皆是16/32进制。
• 采用双CPU结构，以提高数据的处理能力。

Flash: 即闪烁储存器，是片内程序普遍采用的储存方法。闪烁储存器能在 5v下读写，既可以实现静态RAM读写操作，又可以保证在掉电时，数据不会丢失。单片机可不用扩展外部程序储存器，这大大简化了系统硬件结构，有的单片机片内程序储存容量可达128KB，甚至更多。

片内I/O的改进：增加并行串口的驱动能力，以减少外部驱动芯片。有的单片机可以直接输出大电流和高电压，以便能直接驱动LED和VFD（荧光显示器）。值得注意的是，在单片机电路当中，为了保护单片机，尽量要采用低电平有效的输出方式。

• 引入了数字交叉开关，改变了以往片内外设与外部I/O引脚的固定对应关系。交叉快关是一个大的数字开关网络，可通过编程设置交叉开关控制寄存器，将片内的计数器/定时器、串行口、中断系统、A/D转换系器等片内外设灵活配置在端口I/O引脚，允许用户根据自己的特定应用，将内部外设资源分配给I/O引脚。

1.5 单片机的型号，型号介绍对于初学者来说，太过繁琐，可以不学。

1.6其他嵌入式处理器简介

• 数字信号处理器（DSP）：数字信号处理器是非常擅长高速实现各种数字信号处理运算的嵌入式处理器。由于DSP的硬件结构和指令进行了特殊设置，因而其能够高速完成各种数字信号处理算法。这个处理器在《数字信号处理》《DSP接口及其原理》会学到。
• 嵌入式微处理器：即通用计算机当中的CPU。