单片机原理及应用
一、原理
单片机的工作原理与计算机CPU相同。 它主要采用片上半导体存储器来存储用户程序和数据。 单片机的核心中央微处理器CPU，有指令寄存器、指令译码器、程序计数器等组成，程序计数器寻找下一条要执行的指令。 找到后，将指令发送到指令寄存器，然后指令译码器翻译并执行指令，完成指令功能的操作。 一句话：单片机的工作就是不断地取指、分析指令、循环执行指令。 按照预先编写的程序执行，以达到用户期望的结果。 单片机的主要用途是作为生产设备的控制器和智能仪表的核心部件。 由于单片机体积小，可以植入任何设备和仪器中，因此它也是嵌入式技术的核心部件。
2. 申请
1、单片机在智能仪器仪表中的应用：将单片机引入到各类仪器仪表中，使仪器仪表智能化，提高测试的自动化程度和准确性，简化仪器的硬件结构，仪表，提高其性能价格比；
2、单片机在机电一体化中的应用机电一体化是机械工业的发展方向。 机电一体化产品是指集机械技术、微电子技术、计算机技术于一体，具有智能化特点的机电产品，如微机控制的车床、钻床等。单片机作为产品中的控制器，可以充分发挥其优势体积小、可靠性高、功能强大；
3、单片机在日常生活和家用电器中的应用。 单片机自从诞生以来，就已经走进了人类的生活，比如洗衣机、冰箱、空调、电子玩具、电饭锅、视听音响设备等家用电器都配备了单片机。 提高了智能化水平，增加了功能，深受人们喜爱。 微控制器将使人类的生活更加方便、舒适、丰富多彩；
4、在实时过程控制的应用中，采用微控制器进行实时数据处理和控制，使系统保持最佳工作状态，提高系统的工作效率和产品质量；
5、办公自动化设备现代办公室使用的大量通讯和办公设备大多都嵌入了微控制器，如打印机、复印机、传真机、绘图仪、考勤机、电话以及通用的键盘解码和磁盘驱动器等。电脑;
6、商业营销设备电子秤、收银机、条码阅读器、IC卡刷卡机、出租车计价器以及仓储安全监控系统、商场安防系统、空调系统、冷冻保险等在商业营销系统中得到广泛应用。 系统采用单片机控制；
7、计算机网络与通信领域的应用。 现代微控制器一般都具有通信接口，可以方便地与计算机进行通信，为计算机网络和通信设备中的应用提供了优良的物质条件。 当今的通信设备基本实现了单片机的智能控制，从手机、电话机、小程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信，到移动电话、集群移动通信、无线电对讲机等日常工作中随处可见；
8、单片机在医疗设备领域的应用。 单片机还广泛应用于医疗设备，如医用呼吸机、各种分析仪、监护仪、超声波诊断设备、病床呼叫系统等；
9、汽车电子产品：现代汽车的集中显示系统、动力监控系统、自动驾驶系统、通信系统、运行监视器（黑匣子）等都离不开微控制器；
10、单片机在航天系统、国防军事、尖端武器等领域的应用不言而喻。 综上所述，单片机已经成为计算机开发和应用的一个重要方面。 另一方面，微控制器的应用也很重要。 ，它从根本上改变了传统控制系统的设计思路和设计方法。 过去必须通过模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在都可以利用单片机通过软件方法来实现。 这种软件取代了硬件控制。 微控制器技术又称微控制技术，是对传统控制技术的一场革命。
微控制器特点
(1)集成度高、体积小、可靠性高。 微控制器在一块晶体芯片上集成了各种功能元件。 集成度高，体积自然也是最小的。 芯片本身是根据工业测控环境的要求而设计的。 内部接线很短。 其工业抗噪声性能优于通用CPU。 、单片机程序指令、常量和表格固化在ROM中，不易损坏。 多路信号通道集中在一颗芯片上，可靠性高；
(2)控制功能强。 为了满足对对象的控制要求，单片机的指令系统具备极其丰富的条件：分支转移能力、I/O口的逻辑运算和位处理能力，非常适合专门的控制功能；
(3)低电压、低功耗，易于生产便携式产品。 为了广泛应用于便携式系统，许多微控制器的工作电压只有1.8V~3.6V，工作电流也只有几百微安；
(4)易于扩展的芯片包含计算机正常运行所必需的元件。 芯片外部有多个三总线及并行、串行输入输出引脚可供扩展，可轻松组成各种规模的计算机应用系统；
(5)优良的性能价格比。 单片机的性能极高。 为了提高速度和运行效率，微控制器已经开始采用RISC流水线和DSP技术。 微控制器的寻址能力也突破了64KB的限制，有的可以达到1MB、16MB。 片上ROM容量可达62MB，RAM容量可达2MB。 由于单片机的广泛使用，销量巨大。 各大公司的商业竞争使得价格非常低，其性价比极高。
单片机分类
微控制器作为计算机发展的一个重要分支，根据发展条件和从不同的角度，大致可以分为通用/专用、总线型/非总线型、工控/家电型等类型。
(1)普通型
这是根据微控制器的应用范围来区分的。 例如，80C51通用微控制器并不是为特定用途而设计的； 专用单片机是针对某一类产品甚至某一类产品而设计生产的。 例如，为了满足电子体温计的要求，它在芯片上集成了ADC接口等功能。 温度测量控制电路。
(2) 总线类型
这是通过微控制器是否提供并行总线来区分的。 总线型微控制器一般配备有并行的地址总线、数据总线和控制总线。 这些引脚用于扩展并行外围设备，可以通过串口连接到微控制器。 此外，许多微控制器已经集成了所需的外围设备和外围接口。 集成到一颗芯片中，很多情况下不需要并行扩展总线，大大降低了封装成本和芯片尺寸。 这种类型的微控制器称为非总线型微控制器。
(3)控制类型
这是根据单片机的一般应用领域来区分的。 一般来说，工控型寻址范围大，计算能力强； 用于家电的微控制器多为专用型，通常封装小、价格低、外围器件和外围接口集成度高。 显然，上述分类并不唯一和严格。 例如80C51型单片机既是通用型又是总线型，也可用于工业控制。
以上就是仙机网小编为大家介绍的单片机的原理与应用、特点及分类。 单片机具有集成度高、体积小、控制功能强、扩展灵活等特点。 它们也广泛应用于智能仪器仪表领域。 在一定程度上，单片机引发了传统测控仪表技术的一场革命。 通过单片机技术，实现了仪器仪表技术的数字化、智能化、综合性和多功能化，与传统的电子电路或数字电路相比，其功能更强大，综合性更强。著名的。
注：文中所有图片均转载自网络，如有侵权，删除！
