单片机的应用
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单片机就是在一块硅片上集成了中央处理器，随机存储器，程序存储器，定时器和各种I/O接口，也就是说集成在一块芯片上的计算机。单片机的主要特点是体积比较小，重量轻，再加上良好的抗干扰性和可靠性，单片机已经成为工业控制的不可缺少的器件之一。 自从1976年问世以来，单片机获得了巨大的发展。现在比较流行的单片机是美国Intel的MCS51/96以及Motorola的MC系列，Zilog的Z8系列，同时还有更多新型的、功能更强的单片机不断出现。 单片机和普通计算机的区别在于其集成性，这样单片机牺牲了广泛意义上的通用性，主要适用于工业控制或者是集成在产品中。这样单片机性能的发展也不能和普通计算机相提并论，但是对于工业的应用，单片机的速度已经是足够了，而且有其适应工业应用的方面。 单片机的核心部分是中央处理器(CPU)，CPU主要包括运算器和控制器两个部分，运算器中主要包括了累加器，寄存器组，算术逻辑单元，是处理能力的核心。控制器是计算机的指挥核心，包括指令部件、时序部件和微操作控制部件，其功能是完成CPU内外的数据交换。和普通计算机不同的是，单片机采用哈佛型的体系结构，而普通的计算机采用的诺伊曼型的结构，即单片机采用的是数据和程序存储器分离，而通用的计算机则是使用相同的存储空间。单片机的存储分为RAM和ROM两种，其中ROM又包括PROM,EPROM,EEPROM等多种不同的类型，程序通常固化存储在ROM中，丰富的存储类型也使得单片机更加适合工业上不同场合的需要。重要的是，单片机还具有很强的存储扩展能力，有能力满足不同的存储需要。 单片机内部内置的定时器和I/O接口是不可缺少的一个部分。定时器使用方便，控制方式很灵活，精度完全能够满足一般工业控制的需要。单片机的I/O系统类型丰富，具有很强的输入输出能力，定时器和I/O的特性也是单片机区别于普通计算机的一大特色。 单片机的开发最早主要是处于汇编级的开发，这样，为单片机开发程序还是比较复杂的应用。虽然单片机的指令系统和普通计算机系统的指令非常类似，但它也有自己特殊的指令。比如MCS系列单片机的位寻址就是一个特有的寻址方式，这也增强了该类型单片机在处理布尔代数时候的能力。除此以外，单片机的指令格式也比较特殊。单片机的主要的开发工作都集中在接口技术，也就是为单片机进行扩展外部功能。单片机的接口技术主要包括了并行接口，串行接口，数模转换器和模数转换器以及接口的扩展技术。通过这些扩展工作，单片机就获得了交互的能力，也使得内部的处理能力得到有效的发挥。单片机发展到今天，出现了不少高级语言的开发工具，这些系统通过仿真，在更高的平台上进行快速的开发，也为单片机的广泛应用铺平了道路。 单片机的主要目的是为了应用，以下的一些例子就可以看出其广泛的应用。应用于工业的测控是单片机的主要功能之一。单片机有丰富的I/O线，较大部分的这样的单片机都应用在汽车工业，使得汽车在局部的处理中拥有更多的智能。在汽车的局部处理中，单片机加上传感器，再辅以固定的算法，就能够在驾驶员不知不觉的情况下对车况进行调整。另外，随着单片机性能的增强，单片机也同样广泛应用在计算机网络和通信技术中。 单片机已经无处不在，与我们生活更加相关并渗透入生活的方方面面。单片机的特点是小，也就是其集成的特性，其内部的结构是普通的计算机系统的简化。在增加一些外围电路之后，就能成为一个完整的系统。比如，我们常用的一类电子秤，内部就安装了一块单片机，再加上传感器、显示器和一些附加电路，就形成了一个应用系统。所以单片机的可扩展性是相当好的。又比如K85这样的电脑中频电疗仪，能够从病人身上获取数据，然后根据现有的算法从几种治疗处方中选择，而在每一种处方中还能够根据病人的病情而改变中频和波形及输出电流强度。这样可以看出单片机本身也具有和普通计算机类似的强大的处理，可以增加复杂的算法，获得很强的数据处理能力。单片机也可以应用在电脑缝纫机上，这样单片机可以替代很多机械部分，还能提供很多老式的缝纫机无法实现的图案。所以单片机在工业中的应用，极大地提高了工业设备的智能化，提高了处理能力和处理效率，而且无需占用很大的空间和复杂的设备。 单片机已经为我们方便生产和生活发挥了巨大的作用，在未来的社会主义工业化的建设中，单片机无疑会发挥更大的作用的。 |
