單片機(有時稱為MCU或微控制器)是一個集成電路(IC),通常用于特定應用程序,旨在執行某些任務。在某些情況下必須自動控制的產品和設備,如電器、電動工具、汽車發動機控制系統和計算機等就是很好的例子,但單片機的覆蓋范圍遠不止這些應用。
從本質上講,單片機的會從外部接收和處理一些數據,并根據收集到的信息輸出某些操作。單片機相對于64位電腦CPU,MCU通常以較低的速度運行,大約在1MHz至200MHz范圍內,并且并且需要設計為低功耗模式,因為它們嵌入在其他設備中,這對電量的消耗就有了嚴格的要求。
一、單片機內部有哪些基本組件?
單片機可以被看作是一臺小型計算機,這是因為它里面的基本組件:中央處理單元(CPU)、隨機訪問內存(RAM)、閃存、串行總線接口、輸入/輸出端口(I/O端口),以及在許多情況下,電氣可擦除可編程僅讀存儲器(EEPROM)。
二、單片機CPU的設計
CPU(有時稱為處理器或微處理器)控制其接收的所有指令/數據流。你可以把它看作是系統的大腦,處理它接收和執行所需指令的所有數據輸入。其兩個主要組成部分是執行算術和邏輯操作的算術邏輯單元(ALU)和處理處理器的所有指令執行的控制單元(CU)。下圖為CPU經歷的通常的"機器周期"。
三、單片機RAM
RAM是一個臨時存儲數據的組件,可以快速訪問。它為存儲設備提供快速讀寫訪問。這與大多數其他記憶不同,因為提取數據需要更長的時間,因為數據不容易獲得。您可以將其視為RAM能夠訪問數據表面(很容易到達),但任何深入挖掘的都需要不同類型的內存。RAM提高了系統的整體性能,因為它允許單片機同時處理更多信息。由于RAM是臨時數據,因此當單片機關閉時,其內容總是被擦除。
四、單片機中ROM的使用
ROM是一種非易失性內存,與RAM不同,它保留其數據的時間較長,即使單片機已關閉。這將保留您可能上傳到單片機的已保存程序。閃存一次寫給"塊"或"段",因此如果您只需要重寫一個字節,ROM將需要重新編寫字節所位于的整個“塊”。
五、單片機中的電子環境影響器是什么?
EEPROM就像ROM,是一種非易失性內存,即使在關機后仍保留其數據。不同的是,雖然閃存重寫了字節的"方塊",EEPROM可以在任何時候重寫任何特定字節。與閃存相比,這延長了EEPROM的壽命,但也意味著它更加昂貴。
六、串行總線接口
串行總線接口是單片機中的串行通信,一次發送一點數據。它使用微控制板將集成電路與打印電路板(PCB)上的信號痕跡連接起來。對于IC,他們使用串行總線傳輸數據,以減少封裝中的引腳數量,使其更具成本效益。IC中串行總線的示例是SPI或I2C。
七、單片機I/O端口
I/O端口是單片機用于連接到真實世界應用的端口。輸入接收現實世界中的變化,從溫度感應到運動感應,到按下按鈕等等。然后,輸入轉到CPU并決定如何處理該信息。當需要根據輸入的某個值進行某個命令時,它會向輸出端口發送信號,從簡單的LED燈關閉到運行特定部分的電機。下圖為一些常見的輸入和輸出組件。