單片機(jī)原理及接口技術(shù)

1.單片機(jī)原理及接口技術(shù)--簡(jiǎn)介

單片機(jī)(single chip microcomputer)，直譯為單片微型計(jì)算機(jī)，它將CPU、RAM、ROM、定時(shí)器\計(jì)數(shù)器、輸出\輸入接口電路、中斷、串行通信接口等主要計(jì)算機(jī)部件集成在一塊大規(guī)模集成電路芯片上，組成單片微型計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱單片機(jī)。它的最大優(yōu)點(diǎn)是體積小，可放在儀表內(nèi)部，但存儲(chǔ)量小，輸入輸出接口簡(jiǎn)單，功能較低。由于其發(fā)展非常迅速，舊的單片機(jī)的定義已不能滿足，所以在很多應(yīng)用場(chǎng)合被稱為范圍更廣的微控制器。

2.單片機(jī)原理及接口技術(shù)--結(jié)構(gòu)

單片機(jī)的形態(tài)只是一塊芯片，但是它已具有了微型計(jì)算機(jī)的組成機(jī)構(gòu)和功能，由于單片機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中常常將它完全融入應(yīng)用系統(tǒng)中，故而也有將單片機(jī)稱為嵌入式微控制器。單片機(jī)主要由運(yùn)算器、控制器以及主要寄存器組成。下面我們一一介紹這幾部分。

運(yùn)算器----運(yùn)算器由運(yùn)算部件算術(shù)邏輯單元(ALU)、累加器和寄存器等幾部分組成。主要完成各種算術(shù)運(yùn)算和各種邏輯運(yùn)算，并進(jìn)行邏輯測(cè)試。

控制器----控制器由程序計(jì)數(shù)器、指令寄存器、指令譯碼器、時(shí)序發(fā)生器和操作控制器等組成，是發(fā)布命令的“決策機(jī)構(gòu)”，即協(xié)調(diào)和指揮整個(gè)微機(jī)系統(tǒng)的操作。

主要寄存器----主要寄存器由累加器A、數(shù)據(jù)寄存器DR、指令寄存器IR和指令譯碼器ID、程序計(jì)數(shù)器PC以及地址寄存器AR組成。

3.單片機(jī)原理及接口技術(shù)--原理

單片機(jī)自動(dòng)完成賦予它的任務(wù)的過(guò)程，也就是單片機(jī)執(zhí)行一條條執(zhí)行的指令的過(guò)程，所謂指令就是把要求單片機(jī)執(zhí)行的各種操作用的命令的形式寫(xiě)下來(lái)，一條指令對(duì)應(yīng)著一種基本操作;單片機(jī)所能執(zhí)行的全部指令，就是該單片機(jī)的指令系統(tǒng)，不同種類的單片機(jī)，其指令系統(tǒng)亦不同。

為使單片機(jī)能自動(dòng)完成某一特定任務(wù)，必須把要解決的問(wèn)題編成一系列程序，程序需要預(yù)先存放在具有存儲(chǔ)功能的部件——存儲(chǔ)器中。存儲(chǔ)器由許多存儲(chǔ)單元組成，每一個(gè)存儲(chǔ)單元也必須被分配到唯一的地址號(hào)，這樣只要知道了存儲(chǔ)單元的地址，就可以找到這個(gè)存儲(chǔ)單元，其中存儲(chǔ)的指令就可以被取出，然后再被執(zhí)行。

程序通常是順序執(zhí)行的，所以程序中的指令也是一條條順序存放的，單片機(jī)在執(zhí)行程序時(shí)要能把這些指令一條條取出并加以執(zhí)行，必須有一個(gè)部件能追蹤指令所在的地址。在開(kāi)始執(zhí)行程序時(shí)，給PC賦以程序中第一條指令所在的地址，然后取得每一條要執(zhí)行的命令，PC在中的內(nèi)容就會(huì)自動(dòng)增加，增加量由本條指令長(zhǎng)度決定，以指向下一條指令的起始地址，保證指令順序執(zhí)行。

4.單片機(jī)原理及接口技術(shù)--接口技術(shù)

鍵盤接口----按鍵主要分為機(jī)械和電氣兩種，鍵輸入的原理為通過(guò)按鍵的接通和斷開(kāi)，產(chǎn)生兩種相反的邏輯狀態(tài)，鍵盤接口主要是通過(guò)軟硬件方案消除鍵抖動(dòng)。

顯示器接口技術(shù)----主要特點(diǎn)是原理簡(jiǎn)單，顯示亮度高、無(wú)閃爍，占用I\O資源較多。

D\A轉(zhuǎn)換器接口----主要為了將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量，以便操縱控制對(duì)象，轉(zhuǎn)換速度一般可以達(dá)到幾十微秒到幾百微秒。

A\D轉(zhuǎn)換器接口----主要為了將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，以便計(jì)算機(jī)接收處理。