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單片機外部設備

發布時間:2022-05-11 04:38:36

單片機採用時分復用匯流排訪問外設的缺點是什麼

摘要 但是由於外部設備與主存儲器之間沒有直接的通路,它們之間的信息交換必須通過CPU才能進行中轉,從而降低了CPU的工作效率

❷ 單片機是什麼

單片機是典型的嵌入式微控制器(Microcontroller Unit),由運算器,控制器,存儲器,輸入輸出設備等構成,相當於一個微型的計算機。與應用在個人電腦中的通用型微處理器相比,它更強調自供應(不用外接硬體)和節約成本。它的最大優點是體積小,可放在儀表內部,但存儲量小,輸入輸出介面簡單,功能較低。由於其發展非常迅速,舊的單片機的定義已不能滿足,所以在很多應用場合被稱為范圍更廣的微控制器;已經從上世紀80年代的4位、8位單片機,發展到現在的32位甚至64位的高速單片機。[1]

中文名
單片機
外文名
Microcontroller Unit
性質
嵌入式微控制器
優點
體積小、質量輕、價格便宜
組成
運算器、控制器、存儲器、輸入輸出設備
種類
3種
類別
電路晶元
相關概述
單片微型計算機簡稱單片機,是典型的嵌入式微控制器(Microcontroller Unit), 常用英文字母的縮寫MCU表示單片機。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。單片機由運算器,控制器,存儲器,輸入輸出設備構成,相當於一個微型的計算機(最小系統),和計算機相比,單片機缺少了外圍設備等。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。它最早是被用在工業控制領域。


單片機
由於單片機在工業控制領域的廣泛應用,單片機由僅有CPU的專用處理器晶元發展而來。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8080是最早按照這種思想設計出的處理器,當時的單片機都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8051,此後在8051上發展出了MCS51系列單片機系統。因為簡單可靠而性能不錯獲得了很大的好評。盡管2000年以後ARM已經發展出了32位的主頻超過300M的高端單片機,直到現在基於8051的單片機還在廣泛的使用。在很多方面單片機比專用處理器更適合應用於嵌入式系統,因此它得到了廣泛的應用。事實上單片機是世界上數量最多處理器,隨著單片機家族的發展壯大,單片機和專用處理器的發展便分道揚鑣。

現代人類生活中所用的幾乎每件有電子器件的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子產品中都含有單片機。 汽車上一般配備40多片單片機,復雜的工業控制系統上甚至可能有數百片單片機在同時工作。

應用分類
單片機作為計算機發展的一個重要分支領域,根據發展情況,從不同角度單片機大致可以分為通用型/專用型、匯流排型/非匯流排型及工控型/家電型。

通用/專用型
這是按單片機適用范圍來區分的。例如,80C51是通用型單片機,它不是為某種專用途設計的;專用型單片機是針對一類產品甚至某一個產品設計生產的,例如為了滿足電子體溫計的要求,在片內集成ADC介面等功能的溫度測量控制電路。

匯流排型/非匯流排型
這是按單片機是否提供並行匯流排來區分的。匯流排型單片機普遍設置有並行地址匯流排、數據匯流排、控制匯流排,這些引腳用以擴展並行外圍器件都可通過串列口與單片機連接,另外,許多單片機已把所需要的外圍器件及外設介面集成一片內,因此在許多情況下可以不要並行擴展匯流排,大大減省封裝成本和晶元體積,這類單片機稱為非匯流排型單片機。

工控型/家用型
這是按照單片機大致應用的領域進行區分的。一般而言,工控型定址范圍大,運算能力強;用於家電的單片機多為專用型,通常是小封裝、低價格,外圍器件和外設介面集成度高。 顯然,上述分類並不是惟一的和嚴格的。例如,80C51類單片機既是通用型又是匯流排型,還可以作工控用。

相關歷史
單片機誕生於20世紀70年代末,經歷了SCM、MCU、SoC三大階段。

起初模型


單片機
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。
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。

SoC即嵌入式系統(System on Chip)尋求應用系統在晶元上的最大化解決使得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越來越大的發展。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。

單片機發展史

1971年intel公司研製出世界上第一個4位的微處理器;Intel公司的霍夫研製成功世界上第一塊4位微處理器晶元Intel 4004,標志著第一代微處理器問世,微處理器和微機時代從此開始。因發明微處理器,霍夫被英國《經濟學家》雜志列為「二戰以來最有影響力的7位科學家」之一 。

1971年11月,Intel推出MCS-4微型計算機系統(包括4001 ROM晶元、4002 RAM晶元、4003移位寄存器晶元和4004微處理器 )其中4004包含2300個晶體管,尺寸規格為3mm×4mm,計算性能遠遠超過當年的ENIAC,最初售價為200美元。

1972年4月,霍夫等人開發出第一個8位微處理器Intel 8008。由於8008採用的是P溝道MOS微處理器,因此仍屬第一代微處理器。

1973年intel公司研製出8位的微處理器8080;1973年8月,霍夫等人研製出8位微處理器Intel 8080,以N溝道MOS電路取代了P溝道,第二代微處理器就此誕生。

主頻2MHz的8080晶元運算速度比8008快10倍,可存取64KB存儲器,使用了基於6微米技術的6000個晶體管,處理速度為0.64MIPS(Million Instructions Per Second )。

1975年4月,MITS發布第一個通用型Altair 8800,售價375美元,帶有1KB存儲器。這是世界上第一台微型計算機。

1976年intel公司研製出MCS-48系列8位的單片機,這也是單片機的問世。Zilog公司於1976年開發的Z80微處理器,廣泛用於微型計算機和工業自動控制設備。當時,Zilog、Motorola和Intel在微處理器領域三足鼎立。

20世紀80年代初,Intel公司在MCS-48系列單片機的基礎上,推出了MCS-51系列8位高檔單片機。MCS-51系列單片機無論是片內RAM容量,I/O口功能,系統擴展方面都有了很大的提高。

❸ 單片機里內部外設和外設分別是什麼

單片機內部的外設一般包括:串口控制模塊,SPI模塊,I2C模塊,A/D模塊,PWM模塊,CAN模塊,EEPROM,比較器模塊,等等,它們都集成在單片機內部,有相對應的內部控制寄存器,可通過單片機指令直接控制。
外設指的是單片機外部的外圍功能模塊,比如鍵盤控制晶元,液晶,A/D轉換晶元,等等。外設可通過單片機的I/O,SPI,I2C等匯流排控制。

❹ 單片機和外部設備連接,外設的埠地址是怎麼看的,就像用74ls377和51連接(E與p2.7連接地址就是7FFFH

呵呵,這個主要看你單片機和外部設備地址匯流排及片選信號是怎麼連接的。
舉例來說,一外部設備有3根地址線A0,A1,A2,片選信號CS(低電平有效);地址匯流排可以直接和單片機的地址匯流排相連,如果連的是單片機的A0,A1,A2,CS直接連到單片機的A11腳上,那麼外部設備的地址為:
A16 —— A12 A11 A10 A9 A8 A7——A4 A3 A2 A1 A0
X···········X 0 X X X X·········X X 0 0 0 地址下線
X···········X 0 X X X X·········X X 1 1 1 地址上限
X表示可以為任意值(0 或1)。
例如外部設備地址范圍:
0xF7F8——0xF7FFF

❺ 單片機的外部設備指的是什麼

輸入設備:鍵盤、觸摸屏、通信介面
輸出設備:顯示(LED、LCD)、列印
外部存儲:ROM、RAM、EEROM、EPOM

❻ 當單片機對外部設備採用匯流排式訪問時,使用什麼埠作為地址線,什麼埠作為數

當單片機對內部採用這種先鋒是旁邊,誰是有埠作為地址和。

❼ 單片機系統的硬體主要由哪些功能部件組成

單片機系統的硬體由單片機晶元和外部設備組成c
單片機晶元則包含微處理器(CPU)、存儲器(存放程序指令或數據的ROM、RAM等),
輸入/輸出口(I/O口)及其他功能部件如定時/計數器、中斷系統等,它們通過地址匯流排(AB)、數據匯流排(DB)和控制匯流排(CB)連接起來。
外部設備即單片機系統的輸入/輸出設備,簡稱I/O設備。輸入設備是輸入原始數據、
程序和控制命令的部件,『如鍵盤、滑鼠、掃描儀、攝像機等。輸出設備是輸出計算機數據信息處理的結果和計算機工作狀態信息的部件,如屏幕顯示器、列印機、1,ED數碼管顯示器繪圖儀等。但輸入輸出設備一般不能與CPU直接相連,而是通過某種電路完成定址、數據緩沖、輸入輸出控制、功率驅動、A/D、D/A等功能,這種電路稱為I/O介面電路,如8255、8155、8279、0809、0832等晶元。

❽ 如何將外部設備與單片機進行連接

通過單片機的外設通訊埠或者GPIO與外設進行通訊或者控制。

❾ stm32系列單片機有哪些外設介面模塊

SPI、SDIO、FMSC、UART、I2C有的還有攝像頭介面,數字音頻介面。

主流產品(STM32F0、STM32F1、STM32F3)、超低功耗產品(STM32L0、STM32L1、STM32L4、STM32L4+)、高性能產品(STM32F2、STM32F4、STM32F7、STM32H7)。

產品介紹

在STM32F105和STM32F107互連型系列微控制器之前,意法半導體已經推出STM32基本型系列、增強型系列、USB基本型系列、互補型系列;新系列產品沿用增強型系列的72MHz處理頻率。內存包括64KB到256KB快閃記憶體和20KB到64KB嵌入式SRAM。

新系列採用LQFP64、LQFP100和LFBGA100三種封裝,不同的封裝保持引腳排列一致性,結合STM32平台的設計理念,開發人員通過選擇產品可重新優化功能、存儲器、性能和引腳數量,以最小的硬體變化來滿足個性化的應用需求。

❿ MCS-51單片機的外部設備是通過什麼方式訪問的

單片機的外部設備可以通過以下方式訪問:
1、通過串口或者並口
2、如果是並口用MOVX指令訪問。

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