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单片机原理及接口技术_单片机工作原理

2021-03-23 16:43:16

  单片机的基本工作原理


  单片机自动完成赋予它的任务的过程,也就是单片机执行程序的过程,即一条条执行的指令的过程,所谓指令就是把要求单片机执行的各种操作用的命令的形式写下来,这是在设计人员赋予它的指令系统所决定的,一条指令对应着一种基本操作;单片机所能执行的全部指令,就是该单片机的指令系统,不同种类的单片机,其指令系统亦不同。


  为使单片机能自动完成某一特定任务,必须把要解决的问题编成一系列指令(这些指令必须是选定单片机能识别和执行的指令),这一系列指令的集合就成为程序,程序需要预先存放在具有存储功能的部件——存储器中。存储器由许多存储单元(最小的存储单位)组成,就像大楼房有许多房间组成一样,指令就存放在这些单元里,单元里的指令取出并执行就像大楼房的每个房间的被分配到了唯一一个房间号一样,每一个存储单元也必须被分配到唯一的地址号,该地址号称为存储单元的地址,这样只要知道了存储单元的地址,就可以找到这个存储单元,其中存储的指令就可以被取出,然后再被执行。


  程序通常是顺序执行的,所以程序中的指令也是一条条顺序存放的,单片机在执行程序时要能把这些指令一条条取出并加以执行,必须有一个部件能追踪指令所在的地址,这一部件就是程序计数器PC(包含在CPU中),在开始执行程序时,给PC赋以程序中第一条指令所在的地址,然后取得每一条要执行的命令,PC在中的内容就会自动增加,增加量由本条指令长度决定,可能是1、2或3,以指向下一条指令的起始地址,保证指令顺序执行。


单片机原理,单片机原理及接口技术,单片机工作原理.jpg



  单片机接口


  接口是指各种不同特性部件的相互交接部分。对于单片机,cpu与其它外围电路和部件相互交接的部分就是接口。接口又分为软件部分和硬件部分。接口软件则是指为实现信息交换而设计的程序;硬件接口是指两个部件实体之间的连线和逻辑电路。在现在所掌握的技术条件下,硬件接口都必须得到相应的接口软件的支持。


  单片机接口技术的特点


  单片机本身已经具备了一些常用的功能部件,而且我们知道单片机的应用主要是面向测控系统,因此,与通用计算机的接口技术相比较,单片机的接口技术有以下特点。


  1、单片机的接口往往更侧重于人机接口和控制接口。通用微机的人机界面是标准键盘和显示器,较之单片机的人机接口要复杂,同时功能也强得多。pc机的键盘本身就是一个单片机系统,可以对100多个键进行扫描,并具有消除抖动和重键处理等功能。另外,通用计算机不是面向测控应用的,因此通常不具备测控接口。如果需要,也必须使用扩展板。


  2、单片机的接口往往都是由用户自行设计的,而且不会有统一的标准和规格。而且同一种功能也可以采用不同的接口设计方案。而对于通用微型计算机的接口部件一般是已经设计好的,用户也只能使用它所提供的功能,却不能更改其原有的设计。因此,单片机的接口设计往往需要更多的技巧和经验。


  3、单片机应用系统的规模通常都比较小,存储器的容量也不大。因此,很少采用大容量的存储器,而且通常只采用静态存储器,很少采用动态存储器。另外,也很少采用外部存储器(软盘、硬盘等)。而在通用微型计算机中,通常都采用大容量的动态存储器,软盘和硬盘更是必不可少的大容量的外部存储器。


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