1. 什麼是單片機它的原理是什麼
單片機誕生於20世紀70年代。所謂單片機是利用大規模集成電路技術把中央處理單元(Center Processing Unit,也即常稱的CPU)和數據存儲器(RAM)、程序存儲器(ROM)及其他I/O通信口集成在一塊晶元上,構成一個最小的計算機系統,再加上了中斷單元,定時單元及A/D轉換等更復雜、更完善的電路,使得單片機的功能越來越強大,應用更廣泛。
現在更多單片機的發展已經進入了嵌入式系統時代, 由於製造工藝的進步,有如 VHDL、RTOS、CPLD、FPGA、DSP、ARM等這一系列可編程器件的體積越來越小、成本越來越低,而功能是越來越能滿足人們的需要。自上世紀80年代以來,單片機技術在我國各個控制領域得到了廣泛應用,各個世界半導體公司都非常看好中國這個龐大的市場而紛紛到中國來投資建廠,如在蘇州就有日本的瑞薩、松下、美國的快捷等半導體公司在中的生產廠地。同時面對這一技術的不斷發展,我國大部分高校都已經把單片機方面的課程作為學生的必修課,這為我國近些年來的科技、工業控制等方面的發展培養了大量人才,而且社會對此方面的人才需求還在不斷的增加。面對如此情況,作為在校學生,又該從何學起?如何學好這門課程呢?又怎樣才能不讓自己學了等於沒學呢?本文在多年實踐的基礎上,介紹自已的一些感受和經驗。
理解單片機的結構
對於一個初學者,最迷糊的就是對單片機晶元裡面的結構的理解,小小的一個晶元為何能完成如此神奇的功能。
第一次從事電子方面的工作,也總對那黑黑的晶元裡面感到不可思意的神奇。直到有一天,在檢修一台日本二手電筒子市場里買來的程式控制交換機時,發現裡面有一塊黑東西上的黑膠已經裂開,把它撬開一看,裡面就是一塊電路板,上面焊滿了密密麻麻的電子零件。終於有點明白,原來晶元也可以這樣做成。當然當時所見的那塊電路板是不能被稱之為晶元的,那隻是日本的電子製造公司為了防止別人抄襲而把整個電路板密封起來或其它原因,只引出幾個的引腳與其它電路連接。不過它可以讓人聯想到晶元的基本結構與此相類似,如果把那些內眼看得見的電子零件再縮小一千倍或更小以至於能把所有電子零件做在一個矽片上,那也就成了名副其實的晶元了。我們不防以圖1所示的電路及電路板來做一個生動形象的介紹。該圖是一個直流馬達可以正反兩個方向轉動的電路,做成電路板並焊好電子元件後,經測試沒有問題就可以用黑膠(通常採用酚醛樹脂等材料)把所有電子元件封起來,只留六個引腳來與外部電路連接,這樣看起來就好像是一個晶元。
知道了一般晶元的原理,同樣可以更進一步想像單片機為什麼會執行邏輯運算等功能,這就牽涉到數字電路和模擬電路的知識。其實不管一個單片機的功能是如何的強大,其只不過是把許多以微米,甚至是納米為單位級的數字的和模擬電子器件組成。為了形象的來說明單片機內部的結構原理,這里不訪舉如圖2所示的跑馬燈電路來闡述。圖中電路表明的最終目的是讓LED依次輪流被點亮。首先是通過計數器對輸入脈沖計數,從0到15共16個脈沖為一個輪回,也即計數器的輸出依次為二進制的0000B到1111B,再由四-十六解碼器把計數器的結果解碼輸出,即依次置Y0到Y15由高電平變為高電平。當某一輸出為高電平時,經過反向器後,與此線路相連接的LED的陰極被拉為低電平從而點亮該發光二極體。這樣一來,計數器和解碼器就相當於單片機里的處理器與PC地址寄存器了,與解碼器輸出腳相連的線就相當於地址線,與LED負極相連的輸出線就相當於數據線,每一條「地址線」都與8根「數據線」有一個交叉,每一個交叉就相當於存儲單元的每一個位。在這些交叉處是否要連通就相當於把程式燒錄到存儲器(ROM)里。最後總體來看就相當於一個只有16個地址的8位單片機。如果把LED換成圖中數碼管,改變圖中的二極體連接,在「單片機」通電和輸入時鍾脈沖後,就可以不停的來顯示數字了。
另外,要做到對單片機內部結果真正的了解,還必須得先要有很扎實的電路基礎、模擬電路、數字電路等方面的知識,否則可能就是空中樓閣。
2. 智能新能源汽車單片機與傳統汽車單片機的區別
一、驅動汽車使用的能量不同。 傳統燃油車要想讓汽車跑,必須添加燃油,不管是柴油還是汽油。 純電動汽車使用的能量是電力。它的電力來源於汽車電池的儲備。
二、排放標准不同。 燃油車的排放物當中包含大量的廢氣。廢氣當中包含一氧化碳、二氧化碳、硫化物、鉛、鎘等重金屬物和一些微粒子,排放到大氣之後,會對大氣造成污染。 純電動汽車行駛的時候並沒有廢氣的產生。屬於節能環保車型。但是並不代表它對環境沒有污染,因為它的電池也是有使用壽命的。電池使用完畢之後,如果處理不當,也會出現污染環境的問題。
三、出行方式有了不同。 燃油車出行只要沒有了在路上就可以選擇加油站加油。跑長途跑高速都不用擔心燃料的問題。因為服務區之類的加油站還是非常多的,覆蓋面非常廣。 純電動車出行,如果跑長途跑高速,那麼就需要考慮里程問題,里程越長,對純電動汽車考驗越大。基礎設施,比如充電樁,並沒有覆蓋那麼廣。所以在出行方面可能不如燃油車那麼方便。
四、體驗不同 傳統燃油車是利用熱效率轉化成動力。在低速起步的時候,沒有純電動汽車扭矩大,電動車起步快,加速快,哪怕是在擁堵的城市之內,電動車的乘坐舒適度要比燃油車要好。電動車的噪音要比燃油車噪音小很多。 總結:傳統燃油車和新能源純電動汽車,它們的不同之處還是有許多的。比如說購車之後上牌的問題。傳統燃油車需要排隊等號。而新能源汽車可以直接免費上牌。諸多的不同也就導致了車型的多樣性。能滿足人們購車需求的電動車越來越多。因為趨勢不可逆。