单片机 智能设备包括，单片机的结构、分类及指标

本篇讲解关于单片机的结构、分类及指标，和一些单片机 智能设备包括相关题，希望帮帮助到大家。

微控制器的配置

单片机又称单片微控制器，将计算机系统集成在一个芯片上，主要包括微处理器、存储器和各种输入输出接口，如图1-1所示。

图1-1单片机框图

程序存储器

ROM用于存储用户程序，分为EPROM、MaskROM、OTPROM和FlashROM。

EPROM型存储器在编程后可以用紫外光擦除，并且可以被用户重复使用，这使得它特别适合开发阶段，但是EPROM型微控制器非常昂贵。

MaskROM微控制器是最便宜的并且适合大规模生产。由于MaskROM微控制器的代码只能由制造商在制造芯片时编写，因此用户更改程序代码非常不方便，并且在产品不成熟的情况下选择此类微控制器的风险很高。

OTPROM型微控制器的成本介于EPROM和MaskROM型微控制器之间，尽管它们是用户可编程的，但只能写入一次。

FlashROM微控制器可以采用电擦除的方式修改其内容，允许用户使用编程工具或快速修改系统的程序代码，并且可以重复使用，因此一经推出就受到了用户的欢迎。FlashROM型微控制器既可用于开发阶段，也可用于量产阶段，随着制造工艺的提高，价格不断下降，其使用也越来越普遍，成为现代微控制器的发展趋势。

中央处理器

CPU是单片机的核心器件，通常由算术逻辑运算部件和控制部件组成。CPU就像人的大脑，决定着单片机的运算能力和处理速度。

随机存取存储器

RAM用于存储程序运行时的任务变量和数据。由于RAM的制造工艺复杂，且价格比ROM高很多，所以单片机内部的RAM非常有价值，一般只需几十或几百。字节。RAM的内容是易失性的，因此断电后数据会丢失。最近，出现了EEPROM或FlashROM形式的数据存储器，其方便地存储不经常改变的数据或其他重要信息。微控制器还有特殊寄存器和常规寄存器，它们通常也是RAM空间，但它们访数据的速度非常快。还使用专门的寄存器来充分利用单片机的各种资源，但这部分存储器占用的存储空间较少。空间。

并行输入/输出接口

这些通常是独立的双向I/O接口，可用于输入和输出模式，并通过软件编程进行配置。现代微控制器的I/O接口也具有多种特点有的具有内部上拉或下拉电阻，有的具有开漏输出，有的可以提供足够的电流直接驱动外部设备。I/O接口是单片机的重要资源，也是衡量单片机功能的重要指标之一。

串行输入/输出端口

用于微控制器与串行设备或其他微控制器之间的通信。串行通信分为同步和异步，可以用硬件实现，也可以用通用串行收发器设备实现。不同的微控制器可以提供多种标准的串行通信接口，如UART、SPI、I2C、MicroWire等。

定时器/针计数器

用于微控制器内部精确计时或用于计算外部事件，微控制器内部通常有两个或多个定时器/计数器。

系统时钟

通常，需要外部石英晶体或其他振荡源来提供时钟信号输入，尽管有些使用内部RC振荡器。系统时钟等于PC机的基频。

以上只是单片机的基本结构，现代单片机还增加了许多新的功能部件，如模拟/数字转换器、数字/模拟转换器、温度传感器、液晶驱动电路、电压监控、监控装置等。电路，低电压检测电路，稍等。当前的微控制器是真正的单芯片。内部RAM和ROM的容量也越来越大，ROM寻址空间可达64KB，因此可以说单片机的发展达到了一个新的水平，应用领域也变得更加广阔。许多家用电器正在走向智能化控制，由单片机控制。

单片机的分类及指标

微控制器可分为两类专用微控制器和通用微控制器。专用微控制器是为特定的特殊用途而设计的，例如DVD控制器和数码相机控制芯片。如果不大量使用，设计和制造这些专用芯片的成本非常高，设计和制造周期也很长。我们通常使用的是通用微控制器，它为用户提供所有资源。如今，已有十几家制造商生产数百种类型的通用微控制器。

下面介绍微控制器的一些重要指标。

位数单片机一次可以处理的数据宽度，包括1位机、4位机、8位机、16位机、32位机等。

存储器包括程序存储器和数据存储器。程序存储器空间较大，字节数一般为几KB到几十KB。还有不同的类型，如ROM、EPROM、E2PROM、FlashROM和OTP。只读存储器。数据存储器的字节数通常为数十至数百字节。程序存储器如何编程也是用户需要考虑的重要因素。有些是串行编程，有些是并行编程。一些下一代微控制器还具有系统内编程或应用内重新编程功能。专用ISP编程接口JTAG。

I/O接口即通常有几个到几十个输入/输出接口，用户可以根据需要进行选择。

速度指CPU的处理速度，以每秒执行的指令数来衡量。通用单位是MIPS。目前，最快的微控制器达到100MIPS。单片机的速度一般与系统时钟有关，虽然频率越高处理速度不一定越快，而对于同类型的单片机来说，频率越高的时钟一般也越快。比低频时钟。

工作电压通常工作电压为5V，范围为5或10。部分产品的额定电压为3V/33V，而较低的产品可在125V下工作。现代单片机具有较宽的电压范围，通常可以在25V至65V范围内工作。

功耗低功耗是现代微控制器追求的目标。当今低功耗微控制器的静态电流可低至A或nA级别。一些微控制器还具有多种工作模式，例如待机、关机和睡眠，以降低功耗。

温度单片机根据工作温度可分为三种类型民用级、工业级和军用级。民用级温度范围为0~70，工业级为-40~85，军用级为-55~125。

附加功能有些微控制器具有更多的功能，用户可以根据自己的需要选择合适的产品。例如，有的单片机内部有A/D、D/A、串口、LCD驱动器等，使用此类单片机可以减少外部元件，提高系统的可靠性。