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如何編程式控制制機器案例

發布時間:2022-06-26 09:23:07

❶ pc是怎麼通過編程實現機器人的行動

首先你要懂單片機開發,然後懂機械,電子電路。然後用你掌握的機械與電子電路,單片機的知識設計製作出機器人。剩下的就是編程。讓pc通過串口控制單片機。單片機控制感測器動。很欣慰的告訴你,我就是這么一步步走過來的

❷ 如何用scratch控制機器人

應該是貓爪吧,美國麻省理工學院研發的一款青少年編程軟體,Scratch翻譯過來是抓、撓的意思,引申義為貓爪,塗鴉。用這款軟體編程不需要寫復雜的程序代碼,只用拖拽事些准備好的程序塊像積木一樣累積起來就能完成...

❸ 怎麼用C++編程式控制制機器人還有單片機是怎麼控制機器人的

單片機控制舵機的代碼請查看這個貼子:
http://..com/question/1703070507849205420
C++編寫軟體控制舵機,你也要用到PC的串口或者其他的介面,才能控制舵機呀。
不管怎麼樣,你的舵機有電源,地,信號這三跟線。
你只要向舵機接好電源地,如何就可以通過PWM信號輸入到信號線,來控制舵機。
舵機的角度是依靠調節PWM的占空比來控制的。

❹ 要想使用電腦程序控制機器人,怎麼開始去做

其實你這樣的問題 一般人是沒法回答你的真正的技術是日積月累的 是興趣促成最後的成功 首先最大的就是熟悉軟體 因為當今的黑客已經不是過去的年代了 很多黑客的技術是懂理論 懂過程 但更多的黑客還是懂應用 很多技術不是他們想起出來的 但高明之處就是在應用之處 當然這些軟體目前國家管理的比較嚴格 不過有一些還是比較合法存在的 就拿簡單的遠程式控制制系統 那你說現在大部分的大型公司 都用這個 那你說遠程式控制制是不是屬於黑客技術 關鍵看誰用 當你熟練應用了 你就已經具備了一個中級的黑客選手了當然你這些的皮毛也局限性 但是一個普通的系統管理員 也就是這個水平而已 無論工作和生活基本上已經足夠了 如果你想成為頂尖的黑客 那麼就要從基礎一點點學 首先你要了解什麼是網路 網路的構成 網路的7層結構 而數據層又是很重要的一層 往往出現在問題在哪一層然後熟悉了網路的知識 你要知道這些網路是通過什麼組合在一起的 還有一個系統是考什麼運作的這就需要代碼了 當然就是編程 首先你得知道編程的原理吧? 為什麼一個一個的代碼最後卻能發揮那麼大的效力 其實編程並不難 而且你寫的每一個程序都可以成為你利用他人計算機的代碼第三 就是英語啦 現在一些高級技術 國內封鎖可能比較嚴重 國外的一些書籍可能涉及的更多 更加開放多多的涉獵對你當然有好處啦 第四 知道網路運營的全過程 以及哪個環節最容易出現問題 一般的掛馬網站都是自己創建的 把你寫好的代碼嵌入到網站中 只要點擊就會自動下載運行你編寫的代碼:還有就是付費在其他的網站上掛馬 分擔利潤 實這都不算什麼的 只不過網民這么多 呵呵難免會有中毒的 畢竟每個人的知識水平不同。第五 直接攻擊手段 還有了解伺服器 這個嘛 我沒涉獵過 所以給不出什麼具體的建議 但是自己的了解么 也無外乎 就是找尋伺服器的漏洞 這個漏洞你經常在網上關注就會有的 然後根據這個漏洞編寫遠程代碼 還有就是一些伺服器的防禦措施不到位 你根據他的網頁就能進入後台 或者通過網頁進入到他的後台系統 然後通過代碼分析器 就或許能得出一些線索 呵呵不過 這個可是犯法的哦 輕易還是不要了好當然更多的是自己的樂趣 懂的多不一定是壞處 但是一定要在法律范圍內

❺ 機器人編程怎麼入門

學機器人編程入門要選擇合適的編程語言,一定避免難度太高打消孩子學編程的興趣。建議咨詢童程童美,該機構會針對不同年齡段孩子推出不同的教學方案。

機器人編程的工程專業是培養適應社會發展需要的德、智、體、美全面發展,具有道德文化素質和社會責任感,掌握工業機器人技術工作必備的知識、技術,有較強實踐能力、創新精神,主要從事機器人工作站設計、裝調與改造,機器人自動化生產線的設計、應用及運行管理等相關崗位工作,具有較強綜合職業能力的高素質應用型專門人才。從教育機構和家長看來,少兒學習編程是一種健康有益的教育方式,對於促進兒童的思維能力有極大的好處,況且隨著國家設定的未來要成為一個智能製造強國的目標,未來對高質量編程人才的需求會持續向好,所以從小學習編程,對孩子的未來選擇面會更大,機會更多。【學少兒編程可以提高孩子邏輯思維、專注力!】

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❻ 軟體程序怎麼控制機械設備呢

你這個問題太大了, 可以用四年時間讀一個本科出來了。。。

簡單說,
計算機》操作系統》應用軟體》通信埠(USB或者其他介面)》單片機》控制電路》機械電機

比如列印機,列印頭是個機械部件。 計算機如何控制?
計算機和操作系統就不用給你說了,從應用軟體說吧,應用軟體調用操作系統的通信模塊,操作計算機的IO匯流排,給通信埠發送指令,指令通過USB或者串口等介面發送給列印機內部的單片機或者是其他類似的嵌入式晶元,列印機內部的單片機通過數字信號控制內部電路,來使機械電機按照預定的設計進行運轉,在紙張上列印出文字或者圖片。
其他的問題類似,無論是大型數字機床,還是衛星的姿態調整都是這個過程。當然那些設備可能會省略掉一部分環節,比如計算機可以直接控制機械電路。省去通信埠。

❼ 機器人控制演算法如何編寫

基於DSP運動控制器的5R工業機器人系統設計 摘要:以所設計的開放式5R關節型工業機器人為研究對象,分析了該機器人的結構設計。該機器人采 用基於工控PC及DSP運動控制器的分布式控制結構,具有開放性強、運算速度快等特點,對其工作原理 進行了詳細的說明。機器人的控制軟體採用基於Windows平台下的VC++實現,具有良好的人機交互 功能,對各組成模塊的作用進行了說明。所設計的開放式5R工業機器人系統,具有較好的實用性。 關鍵詞:開放式;關節型;工業機器人;控制軟體 0引言 工業機器人技術在現代工業生產自動化領域得到 了廣泛的應用,也對工程技術人員提出更高的要求,作 為機械工程及自動化專業的技術人才迫切需要掌握這 一 先進技術。為了能更好地加強技術人員對工業機器 人的技能實踐與技術掌握,需要開放性強的設備來滿 足要求。本文闡述了我們所開發設計的一種5R關節 型工業機器人系統,可以作為通用的工業機器人應用 於現場,也可作為教學培訓設備。 1 5R工業機器人操作機結構設計 關節型工業機器人由2個肩關節和1個肘關節進 行定位,由2個或3個腕關節進行定向,其中一個肩關節 繞鉛直軸旋轉,另一個肩關節實現俯仰,這兩個肩關節 軸線正交。肘關節平行於第二個肩關節軸線。這種構 型的機器人動作靈活、工作空間大,在作業空間內手臂 的干涉最小,結構緊湊,佔地面積小,關節上相對運動部 位容易密封防塵,但運動學復雜、運動學反解困難,控制 時計算量大。在工業用應用是一種通用型機器人¨。 1.1 5R工業機器人操作機結構 所設計的5R關節型機器人具有5個自由度,結構 簡圖如圖1所示。5個自由度分別是:肩部旋轉關節 J1、大臂旋轉關節J2、小臂旋轉關節J3、手腕仰俯運動 關節J4和在旋轉運動關節J5。總體設計思想為:選用 伺服電機(帶制動器)驅動,通過同步帶、輪系等機械機 構進行間接傳動。腕關節上設計有裝配手爪用法蘭, 通過不斷地更換手爪來實現不同的作業任務。 1.2 5R工業機器人參數 表1為設計的5R工業機器人參數。 2 5R工業機器人開放式控制系統 機器人控制技術對其性能的優良起著重大的作用。隨著機器人控制技術的發展,針對結構封閉的機 器人控制器的缺陷,開發「具有開發性結構的模塊化、 標准化機器人控制器」是當前機器人控制器發展的趨 勢]。為提高穩定性、可靠性和抗干擾性,採用「工業 PC+DSP運動控制器」的結構來實現機器人的控制:伺 服系統中伺服級計算機採用以信號處理器(DSP)為核 心的多軸運動控制器,藉助DSP高速信號處理能力與 運算能力,可同時控制多軸運動,實現復雜的控制演算法 並獲得優良的伺服性能。 2.1基於DSP的運動控制器MCT8000F8簡介 深圳摩信科技公司MCT8000F8運動控制器是基 於網路技術的開放式結構高性能DSP8軸運動控制器, 包括主控制板、介面板以及控制軟體等,具有開放式、 高速、高精度、網際在線控制、多軸同步控制、可重構 性、高集成度、高可靠性和安全性等特點,是新一代開 放式結構高性能可編程運動控制器。 圖2為DSP多軸運動控制器硬體原理圖。圖中增 量編碼器的A0(/A0)、B0(/B0)、c0(/CO)信號作為 位置反饋,運動控制器通過四倍頻、加減計數器得到實 際的位置,實際位置信息存在位置寄存器中,計算機可 以通過控制寄存器進行讀取。運動控制卡的目標位置 由計算機通過機器人運動軌跡規劃求得,通過內部計 算得到位置誤差值,再經過加減速控制和數字濾波後, 送到D/A轉換(DAC)、運算放大器、脈寬調制器 (PWM)硬體處理電路,轉化後輸出伺服電機的控制信 號或PWM信號。各個關節可以完成獨立伺服控制,能 夠實現線性插補控制、二軸圓弧插補控制。 2.2機器人控制系統結構及工作原理 基於PC的Windows操作系統,因其友好的人機界 面和廣泛的用戶基礎,而成為基於PC控制器的首選。 採用PC作為機器人控制器的主機系統的優點是:①成 本低;②具有開放性;③完備的軟體開發環境和豐富的 軟體資源;④良好的通訊功能。機器人控制結構上采 用了上、下兩級計算機系統完成對機器人的控制:上級 主控計算機負責整個系統管理,下級則實現對各個關 節的插補運算和伺服控制。這里通過採用一台工業 PC+DSP運動控制卡的結構來實現機器人控制。實驗 結果證明了採用Pc+DSP的計算結構可以充分利用 DSP運算的高速性,滿足機器人控制的實時需求,實現 較高的運動控制性能。 機器人伺服系統框圖如圖3所示。伺服系統由基 於DSP的運動控制器、伺服驅動器、伺服電動機及光電 編碼器組成。伺服系統包含三個反饋子系統:位置環、 速度環、電流環,其工作原理如下:執行元件為交流伺 服電動機,伺服驅動器為速度、電流閉環的功率驅動元 件,光電編碼器擔負著檢測伺服電機速度和位置的任 務。伺服級計算機的主要功能是接受控制級發出的各 種運動控制命令,根據位置給定信號及光電編碼器的 位置反饋信號,分時完成各關節的誤差計算、控制演算法 及D/A轉換、將速度給定信號加至伺服組件的控制端 子,完成對各關節的位置伺服控制。管理級計算機採用 586工控機(或便攜筆記本),主要完成離線編程、模擬、 與控制級通訊、作業管理等功能;控制級計算機採用586 工控機,主要完成用戶程序編輯、用戶程序解釋,向下位 機運動控制器發機器人運動指令、實時監控、輸入輸出 控制(如列印)等。示教盒通過控制級計算機可以獲得 機器人伺服系統中的數據(脈沖、轉角),並用於控制級 計算機控制軟體中實現對機器人的示教及控制。 3 5R工業機器人運動控制軟體設計 5R工業機器人控制軟體採用C++Builder編程, 最終軟體運行在Windows環境下。C++Builder對在 Windows平台下開發應用程序時所涉及到的圖形用戶 界面(GUI)編程具有很強的支持能力,提供了可視化 的開發環境,可以方便調用硬體廠商提供的底層函數, 直接對硬體進行操作,而且生成目標代碼效率高。 所設計的控制軟體為分級式模塊化結構。 管理級主模塊具有離線編程、圖形模擬、資料查詢 及故障診斷等功能,其結構如圖4所示。 (1)離線編程模塊利用計算機圖形學的成果,建立 機器人及其工作環境的模型,利用規劃演算法,通過對圖 形和對象的操作,編制各種運動控制,在離線情況下生 成工作程序。 (2)圖形模擬模塊可預先模擬結果,便於檢查及優 化。 (3)資料查詢模塊可以查閱當日工作及近期工作 記錄、相關資料(生產數量、班次等),並可以列印輸出 存檔。 (4)故障診斷模塊可以實時故障診斷,以代碼形式顯 示出故障類型,並為技術人員排除故障提供幫助信息。 控制級主模塊軟體結構如圖5所示。 (1)復位模塊使得機器人停機時或動作異常時,通 過特定的操作或自動的方式,使機器人回到作業原點。 機器人在作業原點,機構的各運動副所受力矩最小,它 確定了機器人待機的安全位姿。 (2)系統提供兩種示教方法。第一種示教方法即 「下位機+示教盒」的示教方法:示教盒和下位機操作 界面上的手動操作開關分別對應著裝配機器人的各種 動作和功能。通過高、中、低速、點動等速度檔次的選 擇,對機器人進行大致的定位和精確的位置微調。並 存儲期望的運動軌跡上機器人的位置、姿態參數。第 二種方法即離線模擬的示教方法。這種示教方法是在 計算機上建立起機器人作業環境的模型,再在這個模 型的基礎上生成示教數據的一種應用人工智慧的示教 方法。進行示教時使用計算機圖示的方法分析機器人與作業模型的位置關系,也可以通過特定指令指定機 器人的運動位置…。 4結束語 所開發的開放式工業機器人系統具有以下特點: (1)採用分布式二級控制結構,運動控制由基於 DSP的運動控制器M'CT8000F8完成,增加了系統的開 放性,以及運行處理的快速性及可靠性。 (2)考慮到具有良好的通用性,可以作為通用機器 人使用,具有較好的產業化、商品化前景。 (3)計算機輔助軟體採用基於Windows平台的 c++編程,通過調用底層函數可以對硬體進行直接操 作,可視化環境可提供良好的人機交互操作界面。 通過本機器人系統的研究開發,可極大地滿足工 業現場對機器人的開放性要求,進一步提高我國工礦 企業自動化水平。同時,也可作為機器人技術訓練平 台,加強工程人員能力鍛煉。 [參考文獻] [1]馬香峰,等.工業機器人的操作機設計[M].北京:冶金工 業出版社,1996. [2]吳振彪.工業機器人[M].武漢:華中理工大學出版社, 2006. [3]蔡自興.機器人學[M].北京:清華大學出版社,2003. [4]王天然,曲道奎.工業機器人控制系統的開放體系結構 [J].機器人,2002,24(3):256—261. [5]深圳摩信科技有限公司.MCT8000系列控制器使用手冊 [z].深圳:深圳摩信科技有限公司,2001. [6]張興國.環保壓縮機裝配機器人的運動學分析[J].南通 工學院學報,2004(1):32—34,38. [7]張興國.計算機輔助環保壓縮機裝配機器人運動學分析 [J].機械設計與製造,2005(3):98—100, [8]本書編寫委員會編著.程序設計VisualC++6[M].北京: 電子工業出版社,2000. [9]吳斌,等.OpenGL編程實例與技巧[M].北京:人民郵電出 版社,1999. [10]江早.OpenGLVC/VB圖形編程[M】.北京:中國科學技 術出版社,2001. [11]韓軍,等.6R機器人運動學控制實驗系統的研製[J].實 驗室研究與探索,2003(5):103—104.

❽ 如何編程式控制制機器

你的意思是要學自動化吧?現在的自動化控制常用的核心有3種,計算機,單片機,PLC。這三種任選其一都是很有琢磨頭的,在現實中應用都非常廣泛。要看興趣。

你說的播種問題,如果從沒搞過自動控制,那就復雜了,這里涉及到很多東西。

首先,播種機上不可能攜帶我們常用的電腦的,那麼必須選擇一種控制系統,出於成本體積和供電考慮,應該選擇單片機。
其次,涉及到測量問題,怎麼精確測量並且控制距離,需要什麼樣的測量原件。
再次,機械動作怎樣實現,機械傳動怎樣設計。學問很多。

如果你就像從這個項目入手,那麼這里包含機械設計(制圖),單片機軟體編程,硬體構造。還要了解感測器的相關知識。不是一朝一夕之功。

如果只是想學工業自動化,這幾個問題專攻一項,能熟練就很好了,單片機,計算機,PLC,機械設計(制圖或者製造),任何一個精通都能在自動化領域吃的開了。

❾ 如何用電腦控制機械的運動

要想用電腦控制機械的運動,需要通過plc來控制機械,的運動,然後通過編程的方式,按照規定的程序進行運動

❿ 如何用計算機控制機械的運動

http://www.pic16.com/幫你找了個網站,看看吧!
http://ke..com/view/1012.html?wtp=tt
單片機定義
單片機是指一個集成在一塊晶元上的完整計算機系統。盡管他的大部分功能集成在一塊小晶元上,但是它具有一個完整計算機所需要的大部分部件:CPU、內存、內部和外部匯流排系統,目前大部分還會具有外存。同時集成諸如通訊介面、定時器,實時時鍾等外圍設備。而現在最強大的單片機系統甚至可以將聲音、圖像、網路、復雜的輸入輸出系統集成在一塊晶元上。
單片機也被稱為微控制器(Microcontroller),是因為它最早被用在工業控制領域。單片機由晶元內僅有CPU的專用處理器發展而來。最早的設計理念是通過將大量外圍設備和CPU集成在一個晶元中,使計算機系統更小,更容易集成進復雜的而對體積要求嚴格的控制設備當中。INTEL的Z80是最早按照這種思想設計出的處理器,從此以後,單片機和專用處理器的發展便分道揚鑣。
早期的單片機都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031,因為簡單可靠而性能不錯獲得了很大的好評。此後在8031上發展出了MCS51系列單片機系統。基於這一系統的單片機系統直到現在還在廣泛使用。隨著工業控制領域要求的提高,開始出現了16位單片機,但因為性價比不理想並未得到很廣泛的應用。90年代後隨著消費電子產品大發展,單片機技術得到了巨大的提高。隨著INTEL i960系列特別是後來的ARM系列的廣泛應用,32位單片機迅速取代16位單片機的高端地位,並且進入主流市場。而傳統的8位單片機的性能也得到了飛速提高,處理能力比起80年代提高了數百倍。目前,高端的32位單片機主頻已經超過300MHz,性能直追90年代中期的專用處理器,而普通的型號出廠價格跌落至1美元,最高端的型號也只有10美元。當代單片機系統已經不再只在裸機環境下開發和使用,大量專用的嵌入式操作系統被廣泛應用在全系列的單片機上。而在作為掌上電腦和手機核心處理的高端單片機甚至可以直接使用專用的Windows和Linux操作系統。
單片機比專用處理器更適合應用於嵌入式系統,因此它得到了最多的應用。事實上單片機是世界上數量最多的計算機。現代人類生活中所用的幾乎每件電子和機械產品中都會集成有單片機。手機、電話、計算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及滑鼠等電腦配件中都配有1-2部單片機。而個人電腦中也會有為數不少的單片機在工作。汽車上一般配備40多部單片機,復雜的工業控制系統上甚至可能有數百台單片機在同時工作!單片機的數量不僅遠超過PC機和其他計算的綜合,甚至比人類的數量還要多。
[編輯本段]單片機介紹

單片機又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的晶元,而是把一個計算機系統集成到一個晶元上。概括的講:一塊晶元就成了一台計算機。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發提供了便利條件。同時,學習使用單片機是了解計算機原理與結構的最佳選擇。
單片機內部也用和電腦功能類似的模塊,比如CPU,內存,並行匯流排,還有和硬碟作用相同的存儲器件,不同的是它的這些部件性能都相對我們的家用電腦弱很多,不過價錢也是低的,一般不超過10元即可......用它來做一些控制電器一類不是很復雜的工作足矣了。我們現在用的全自動滾筒洗衣機、排煙罩、VCD等等的家電裡面都可以看到它的身影!......它主要是作為控制部分的核心部件。
它是一種在線式實時控制計算機,在線式就是現場控制,需要的是有較強的抗干擾能力,較低的成本,這也是和離線式計算機的(比如家用PC)的主要區別。
單片機是靠程序的,並且可以修改。通過不同的程序實現不同的功能,尤其是特殊的獨特的一些功能,這是別的器件需要費很大力氣才能做到的,有些則是花大力氣也很難做到的。一個不是很復雜的功能要是用美國50年代開發的74系列,或者60年代的CD4000系列這些純硬體來搞定的話,電路一定是一塊大PCB板!但是如果要是用美國70年代成功投放市場的系列單片機,結果就會有天壤之別!只因為單片機的通過你編寫的程序可以實現高智能,高效率,以及高可靠性!
由於單片機對成本是敏感的,所以目前占統治地位的軟體還是最低級匯編語言,它是除了二進制機器碼以上最低級的語言了,既然這么低級為什麼還要用呢?很多高級的語言已經達到了可視化編程的水平為什麼不用呢?原因很簡單,就是單片機沒有家用計算機那樣的CPU,也沒有像硬碟那樣的海量存儲設備。一個可視化高級語言編寫的小程序裡面即使只有一個按鈕,也會達到幾十K的尺寸!對於家用PC的硬碟來講沒什麼,可是對於單片機來講是不能接受的。 單片機在硬體資源方面的利用率必須很高才行,所以匯編雖然原始卻還是在大量使用。一樣的道理,如果把巨型計算機上的操作系統和應用軟體拿到家用PC上來運行,家用PC的也是承受不了的。
可以說,二十世紀跨越了三個「電」的時代,即電氣時代、電子時代和現已進入的電腦時代。不過,這種電腦,通常是指個人計算機,簡稱PC機。它由主機、鍵盤、顯示器等組成。還有一類計算機,大多數人卻不怎麼熟悉。這種計算機就是把智能賦予各種機械的單片機(亦稱微控制器)。顧名思義,這種計算機的最小系統只用了一片集成電路,即可進行簡單運算和控制。因為它體積小,通常都藏在被控機械的「肚子」里。它在整個裝置中,起著有如人類頭腦的作用,它出了毛病,整個裝置就癱瘓了。現在,這種單片機的使用領域已十分廣泛,如智能儀表、實時工控、通訊設備、導航系統、家用電器等。各種產品一旦用上了單片機,就能起到使產品升級換代的功效,常在產品名稱前冠以形容詞——「智能型」,如智能型洗衣機等。現在有些工廠的技術人員或其它業余電子開發者搞出來的某些產品,不是電路太復雜,就是功能太簡單且極易被仿製。究其原因,可能就卡在產品未使用單片機或其它可編程邏輯器件上。
單片機歷史
單片機誕生於20世紀70年代末,經歷了SCM、MCU、SoC三大階段。
1.SCM即單片微型計算機(Single Chip Microcomputer)階段,主要是尋求最佳的單片形態嵌入式系統的最佳體系結構。「創新模式」獲得成功,奠定了SCM與通用計算機完全不同的發展道路。在開創嵌入式系統獨立發展道路上,Intel公司功不可沒。
2.MCU即微控制器(Micro Controller Unit)階段,主要的技術發展方向是:不斷擴展滿足嵌入式應用時,對象系統要求的各種外圍電路與介面電路,突顯其對象的智能化控制能力。它所涉及的領域都與對象系統相關,因此,發展MCU的重任不可避免地落在電氣、電子技術廠家。從這一角度來看,Intel逐漸淡出MCU的發展也有其客觀因素。在發展MCU方面,最著名的廠家當數Philips公司。
Philips公司以其在嵌入式應用方面的巨大優勢,將MCS-51從單片微型計算機迅速發展到微控制器。因此,當我們回顧嵌入式系統發展道路時,不要忘記Intel和Philips的歷史功績。
3.單片機是嵌入式系統的獨立發展之路,向MCU階段發展的重要因素,就是尋求應用系統在晶元上的最大化解決;因此,專用單片機的發展自然形成了SoC化趨勢。隨著微電子技術、IC設計、EDA工具的發展,基於SoC的單片機應用系統設計會有較大的發展。因此,對單片機的理解可以從單片微型計算機、單片微控制器延伸到單片應用系統。
[編輯本段]單片機的應用領域
目前單片機滲透到我們生活的各個領域,幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。導彈的導航裝置,飛機上各種儀表的控制,計算機的網路通訊與數據傳輸,工業自動化過程的實時控制和數據處理,廣泛使用的各種智能IC卡,民用豪華轎車的安全保障系統,錄象機、攝象機、全自動洗衣機的控制,以及程式控制玩具、電子寵物等等,這些都離不開單片機。更不用說自動控制領域的機器人、智能儀表、醫療器械了。因此,單片機的學習、開發與應用將造就一批計算機應用與智能化控制的科學家、工程師。
單片機廣泛應用於儀器儀表、家用電器、醫用設備、航空航天、專用設備的智能化管理及過程式控制制等領域,大致可分如下幾個范疇:
1.在智能儀器儀表上的應用
單片機具有體積小、功耗低、控制功能強、擴展靈活、微型化和使用方便等優點,廣泛應用於儀器儀表中,結合不同類型的感測器,可實現諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。採用單片機控制使得儀器儀表數字化、智能化、微型化,且功能比起採用電子或數字電路更加強大。例如精密的測量設備(功率計,示波器,各種分析儀)。
2.在工業控制中的應用
用單片機可以構成形式多樣的控制系統、數據採集系統。例如工廠流水線的智能化管理,電梯智能化控制、各種報警系統,與計算機聯網構成二級控制系統等。
3.在家用電器中的應用
可以這樣說,現在的家用電器基本上都採用了單片機控制,從電飯褒、洗衣機、電冰箱、空調機、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設備,五花八門,無所不在。
4.在計算機網路和通信領域中的應用
現代的單片機普遍具備通信介面,可以很方便地與計算機進行數據通信,為在計算機網路和通信設備間的應用提供了極好的物質條件,現在的通信設備基本上都實現了單片機智能控制,從手機,電話機、小型程式控制交換機、樓宇自動通信呼叫系統、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的行動電話,集群移動通信,無線電對講機等。
5.單片機在醫用設備領域中的應用
單片機在醫用設備中的用途亦相當廣泛,例如醫用呼吸機,各種分析儀,監護儀,超聲診斷設備及病床呼叫系統等等。
6.在各種大型電器中的模塊化應用
某些專用單片機設計用於實現特定功能,從而在各種電路中進行模塊化應用,而不要求使用人員了解其內部結構。如音樂集成單片機,看似簡單的功能,微縮在純電子晶元中(有別於磁帶機的原理),就需要復雜的類似於計算機的原理。如:音樂信號以數字的形式存於存儲器中(類似於ROM),由微控制器讀出,轉化為模擬音樂電信號(類似於音效卡)。
在大型電路中,這種模塊化應用極大地縮小了體積,簡化了電路,降低了損壞、錯誤率,也方便於更換。
此外,單片機在工商,金融,科研、教育,國防航空航天等領域都有著十分廣泛的用途。
[編輯本段]學習應中六大重要部分
單片機學習應中的六大重要部分

一、匯流排:我們知道,一個電路總是由元器件通過電線連接而成的,在模擬電路中,連線並不成為一個問題,因為各器件間一般是串列關系,各器件之間的連線並不很多,但計算機電路卻不一樣,它是以微處理器為核心,各器件都要與微處理器相連,各器件之間的工作必須相互協調,所以就需要的連線就很多了,如果仍如同模擬電路一樣,在各微處理器和各器件間單獨連線,則線的數量將多得驚人,所以在微處理機中引入了匯流排的概念,各個器件共同享用連線,所有器件的8根數據線全部接到8根公用的線上,即相當於各個器件並聯起來,但僅這樣還不行,如果有兩個器件同時送出數據,一個為0,一個為1,那麼,接收方接收到的究竟是什麼呢?這種情況是不允許的,所以要通過控制線進行控制,使器件分時工作,任何時候只能有一個器件發送數據(可以有多個器件同時接收)。器件的數據線也就被稱為數據匯流排,器件所有的控制線被稱為控制匯流排。在單片機內部或者外部存儲器及其它器件中有存儲單元,這些存儲單元要被分配地址,才能使用,分配地址當然也是以電信號的形式給出的,由於存儲單元比較多,所以,用於地址分配的線也較多,這些線被稱為地址匯流排。
二、數據、地址、指令:之所以將這三者放在一起,是因為這三者的本質都是一樣的——數字,或者說都是一串『0』和『1』組成的序列。換言之,地址、指令也都是數據。指令:由單片機晶元的設計者規定的一種數字,它與我們常用的指令助記符有著嚴格的一一對應關系,不可以由單片機的開發者更改。地址:是尋找單片機內部、外部的存儲單元、輸入輸出口的依據,內部單元的地址值已由晶元設計者規定好,不可更改,外部的單元可以由單片機開發者自行決定,但有一些地址單元是一定要有的(詳見程序的執行過程)。數據:這是由微處理機處理的對象,在各種不同的應用電路中各不相同,一般而言,被處理的數據可能有這么幾種情況:
1•地址(如MOV DPTR,#1000H),即地址1000H送入DPTR。
2•方式字或控制字(如MOV TMOD,#3),3即是控制字。
3•常數(如MOV TH0,#10H)10H即定時常數。
4•實際輸出值(如P1口接彩燈,要燈全亮,則執行指令:MOV P1,#0FFH,要燈全暗,則執行指令:MOV P1,#00H)這里0FFH和00H都是實際輸出值。又如用於LED的字形碼,也是實際輸出的值。
理解了地址、指令的本質,就不難理解程序運行過程中為什麼會跑飛,會把數據當成指令來執行了。
三、P0口、P2口和P3的第二功能用法:初學時往往對P0口、P2口和P3口的第二功能用法迷惑不解,認為第二功能和原功能之間要有一個切換的過程,或者說要有一條指令,事實上,各埠的第二功能完全是自動的,不需要用指令來轉換。如P3.6、P3.7分別是WR、RD信號,當微片理機外接RAM或有外部I/O口時,它們被用作第二功能,不能作為通用I/O口使用,只要一微處理機一執行到MOVX指令,就會有相應的信號從P3.6或P3.7送出,不需要事先用指令說明。事實上『不能作為通用I/O口使用』也並不是『不能』而是(使用者)『不會』將其作為通用I/O口使用。你完全可以在指令中按排一條SETB P3.7的指令,並且當單片機執行到這條指令時,也會使P3.7變為高電平,但使用者不會這么去做,因為這通常這會導致系統的崩潰。
四、程序的執行過程: 單片機在通電復位後8051內的程序計數器(PC)中的值為『0000』,所以程序總是從『0000』單元開始執行,也就是說:在系統的ROM中一定要存在『0000』這個單元,並且在『0000』單元中存放的一定是一條指令。
五、堆棧: 堆棧是一個區域,是用來存放數據的,這個區域本身沒有任何特殊之處,就是內部RAM的一部份,特殊的是它存放和取用數據的方式,即所謂的『先進後出,後進先出』,並且堆棧有特殊的數據傳輸指令,即『PUSH』和『POP』,有一個特殊的專為其服務的單元,即堆棧指針SP,每當執一次PUSH指令時,SP就(在原來值的基礎上)自動加1,每當執行一次POP指令,SP就(在原來值的基礎上)自動減1。由於SP中的值可以用指令加以改變,所以只要在程序開始階段更改了SP的值,就可以把堆棧設置在規定的內存單元中,如在程序開始時,用一條MOV SP,#5FH指令,就時把堆棧設置在從內存單元60H開始的單元中。一般程序的開頭總有這么一條設置堆棧指針的指令,因為開機時,SP的初始值為07H,這樣就使堆棧從08H單元開始往後,而08H到1FH這個區域正是8031的第二、三、四工作寄存器區,經常要被使用,這會造成數據的混亂。不同作者編寫程序時,初始化堆棧指令也不完全相同,這是作者的習慣問題。當設置好堆棧區後,並不意味著該區域成為一種專用內存,它還是可以象普通內存區域一樣使用,只是一般情況下編程者不會把它當成普通內存用了。
六、單片機的開發過程: 這里所說的開發過程並不是一般書中所說的從任務分析開始,我們假設已設計並製作好硬體,下面就是編寫軟體的工作。在編寫軟體之前,首先要確定一些常數、地址,事實上這些常數、地址在設計階段已被直接或間接地確定下來了。如當某器件的連線設計好後,其地址也就被確定了,當器件的功能被確定下來後,其控制字也就被確定了。然後用文本編輯器(如EDIT、CCED等)編寫軟體,編寫好後,用編譯器對源程序文件編譯,查錯,直到沒有語法錯誤,除了極簡單的程序外,一般應用模擬機對軟體進行調試,直到程序運行正確為止。運行正確後,就可以寫片(將程序固化在EPROM中)。在源程序被編譯後,生成了擴展名為HEX的目標文件,一般編程器能夠識別這種格式的文件,只要將此文件調入即可寫片。在此,為使大家對整個過程有個認識,舉一例說明:
ORG 0000H
LJMP START
ORG 040H
START:
MOV SP,#5FH ;設堆棧
LOOP:
NOP
LJMP LOOP ;循環
END ;結束
[編輯本段]單片機學習

目前,很多人對匯編語言並不認可。可以說,掌握用C語言單片機編程很重要,可以大大提高開發的效率。不過初學者可以不了解單片機的匯編語言,但一定要了解單片機具體性能和特點,不然在單片機領域是比較致命的。如果不考慮單片機硬體資源,在KEIL中用C胡亂編程,結果只能是出了問題無法解決!可以肯定的說,最好的C語言單片機工程師都是從匯編走出來的編程者因為單片機的C語言雖然是高級語言,但是它不同於台式機個人電腦上的VC++什麼的單片機的硬體資源不是非常強大,不同於我們用VC、VB等高級語言在台式PC上寫程序畢竟台式電腦的硬體非常強大,所以才可以不考慮硬體資源的問題。
以8051單片機為例講解單片機的引腳及相關功能;
《單片機引腳圖》
40個引腳按引腳功能大致可分為4個種類:電源、時鍾、控制和I/O引腳。
⒈ 電源:
⑴ VCC - 晶元電源,接+5V;
⑵ VSS - 接地端;
註:用萬用表測試單片機引腳電壓一般為0v或者5v,這是標準的TTL電平。但有時候在單片機程序正在工作時候測試結果並不是這個值而是介於0v-5v之間,其實這是萬用表的響應速度沒這么快而已,在某一個瞬間單片機引腳電壓仍保持在0v或者5v。
⒉ 時鍾:XTAL1、XTAL2 - 晶體振盪電路反相輸入端和輸出端。
⒊ 控制線:控制線共有4根,
⑴ ALE/PROG:地址鎖存允許/片內EPROM編程脈沖
① ALE功能:用來鎖存P0口送出的低8位地址
② PROG功能:片內有EPROM的晶元,在EPROM編程期間,此引腳輸入編程脈沖。
⑵ PSEN:外ROM讀選通信號。
⑶ RST/VPD:復位/備用電源。
① RST(Reset)功能:復位信號輸入端。
② VPD功能:在Vcc掉電情況下,接備用電源。
⑷ EA/Vpp:內外ROM選擇/片內EPROM編程電源。
① EA功能:內外ROM選擇端。
② Vpp功能:片內有EPROM的晶元,在EPROM編程期間,施加編程電源Vpp。
⒋ I/O線
80C51共有4個8位並行I/O埠:P0、P1、P2、P3口,共32個引腳。
P3口還具有第二功能,用於特殊信號輸入輸出和控制信號(屬控制匯流排)
[編輯本段]常用單片機晶元簡介
PIC單片機:
是MICROCHIP公司的產品,其突出的特點是體積小,功耗低,精簡指令集,抗干擾性好,可靠性高,有較強的模擬介面,代碼保密性好,大部分晶元有其兼容的FLASH程序存儲器的晶元.
EMC單片機:
是台灣義隆公司的產品,有很大一部分與PIC 8位單片機兼容,且相兼容產品的資源相對比PIC的多,價格便宜,有很多系列可選,但抗干擾較差.
ATMEL單片機(51單片機):
ATMEl公司的8位單片機有AT89、AT90兩個系列,AT89系列是8位Flash單片機,與8051系列單片機相兼容,靜態時鍾模式;AT90系列單片機是增強RISC結構、全靜態工作方式、內載在線可編程Flash的單片機,也叫AVR單片機.
PHLIPIS 51PLC系列單片機(51單片機):
PHILIPS公司的單片機是基於80C51內核的單片機,嵌入了掉電檢測、模擬以及片內RC振盪器等功能,這使51LPC在高集成度、低成本、低功耗的應用設計中可以滿足多方面的性能要求.
HOLTEK單片機:
台灣盛揚半導體的單片機,價格便宜,種類較多,但抗干擾較差,適用於消費類產品.
TI公司單片機(51單片機):
德州儀器提供了TMS370和MSP430兩大系列通用單片機.TMS370系列單片機是8位CMOS單片機,具有多種存儲模式、多種外圍介面模式,適用於復雜的實時控制場合;MSP430系列單片機是一種超低功耗、功能集成度較高的16位低功耗單片機,特別適用於要求功耗低的場合

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