微控制器介紹

2022-04-03 07:41:55 字數 3901 閱讀 7527

單片微型計算機簡稱微控制器,是典型的嵌入式微控制器(microcontroller unit),

微控制器晶元

常用英文本母的縮寫mcu表示微控制器,微控制器又稱單片微控制器,它不是完成某乙個邏輯功能的晶元,而是把乙個計算機系統整合到乙個晶元上。相當於乙個微型的計算機,和計算機相比,微控制器只缺少了i/o裝置。概括的講:一塊晶元就成了一台計算機。它的體積小、質量輕、**便宜、為學習、應用和開發提供了便利條件。同時,學習使用微控制器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。

由於微控制器在工業控制領域的廣泛應用,微控制器由晶元內僅有cpu的專用處理器發展而來。最早的設計理念是通過將大量外圍裝置和cpu整合在乙個晶元中,使計算機系統更小,更容易整合進複雜的而對體積要求嚴格的控制裝置當中。

intel的z80是最早按照這種思想設計出的處理器,當時的微控制器都是8位或4位的。其中最成功的是intel的8031,此後在8031上發展出了mcs51系列微控制器系統。因為簡單可靠而效能不錯獲得了很大的好評。儘管2023年以後arm已經發展出了32位的主頻超過300m的高階微控制器,直到目前基於8031的微控制器還在廣泛的使用。在很多方面微控制器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。事實上微控制器是世界上數量最多處理器,隨著微控制器家族的發展壯大,微控制器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電子和機械產品中都會整合有微控制器。手機、**、計算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及滑鼠等電腦配件中都配有1-2部微控制器。 汽車上一般配備40多部微控制器,複雜的工業控制系統上甚至可能有數百台微控制器在同時工作!微控制器的數量不僅遠超過pc機和其他計算的總和,甚至比人類的數量還要多。

應用範圍  目前微控制器滲透到我們生活的各個領域,幾乎很難找到哪個領域沒有微控制器的蹤跡。飛彈的導航裝置

電路板應用範圍

微控制器廣泛應用於儀器儀表、家用電器、醫用裝置、航空航天、專用裝置的智慧型化管理及過程控制等領域,大致可分如下幾個範疇:

微控制器具有體積小、功耗低、控制功能強、擴充套件靈活、微型化和使用方便等優點,廣泛應用於儀器儀表中,結合不同型別的感測器,可實現諸如電壓、電流、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。採用微控制器控制使得儀器儀表數位化、智慧型化、微型化,且功能比起採用電子或數位電路更加強大。

例如精密的測量裝置(電壓表、功率計,示波器,各種分析儀)。

微控制器具有體積小、控制功能強、功耗低、環境適應能力強、擴充套件靈活和使用方便等優點,用微控制器可以構成形式多樣的控制系統、資料採集系統、通訊系統、訊號檢測系統、無線感知系統、測控系統、機械人等應用控制系統。例如工廠流水線的智慧型化管理,電梯智慧型化控制、各種報警系統,與計算機聯網構成二級控制系統等。

現代的微控制器普遍具備通訊介面,可以很方便地與計算機進行資料通訊,為在計算機網路和通訊裝置間的應用提供了極好的物質條件,現在的通訊裝置基本上都實現了微控制器智慧型控制,從手機,**機、小型程式控制交換機、樓宇自動通訊呼叫系統、列車無線通訊、再到日常工作中隨處可見的移動**,集群移動通訊,無線電對講機等。

微控制器在醫用裝置中的用途亦相當廣泛,例如醫用呼吸機,各種分析儀,監護儀,超聲診斷裝置及病床呼叫系統等等。

某些專用微控制器設計用於實現特定功能,從而在各種電路中進行模組化應用,而不要求使用人員了解其內部結構。如**整合微控制器,看似簡單的功能,微縮在純電子晶元中(有別於磁帶機的原理),就需要複雜的類似於計算機的原理。如:**訊號以數字的形式存於儲存器中(類似於rom),由微控制器讀出,轉化為模擬**電訊號(類似於音效卡)。

在大型電路中,這種模組化應用極大地縮小了體積,簡化了電路,降低了損壞、錯誤率,也方便於更換。

微控制器在汽車電子中的應用非常廣泛,例如汽車中的發動機控制器,基於can匯流排的汽車發動機智慧型電子控制器、gps導航系統、abs防抱死系統、制動系統、胎壓檢測等。

此外,微控制器在工商、金融、科研、教育、電力、通訊、物流和國防航空航天等領域都有著十分廣泛的用途。

常用微控制器晶元簡介

stc微控制器

stc公司的微控制器主要是基於8051核心,是新一代增強型微控制器,指令**完全相容傳統8051,速度快8~12倍,帶adc,4路pwm,雙串列埠,有全球唯一id號,加密性好,抗干擾強.

pic微控制器:

是microchip公司的產品,其突出的特點是體積小,功耗低,精簡指令集,抗干擾性好,可靠性高,有較強的模擬介面,**保密性好,大部分晶元有其相容的flash程式儲存器的晶元.

emc微控制器:

是台灣義隆公司的產品,有很大一部分與pic 8位微控制器相容,且相相容產品的資源相對比pic的多,**便宜,有很多系列可選,但抗干擾較差.

atmel微控制器(51微控制器):

phlipis 51lpc系列微控制器(51微控制器):

philips公司的微控制器是基於80c51核心的微控制器,嵌入了掉電檢測、模擬以及片內rc振盪器等功能,這使51lpc在高整合度、低成本、低功耗的應用設計中可以滿足多方面的效能要求.

holtek微控制器:

台灣盛揚半導體的微控制器,**便宜,種類較多,但抗干擾較差,適用於消費類產品.

ti公司微控制器(51微控制器):

德州儀器提供了tms370和msp430兩大系列通用微控制器.tms370系列微控制器是8位cmos微控制器,具有多種儲存模式、多種外圍介面模式,適用於複雜的實時控制場合;msp430系列微控制器是一種超低功耗、功能整合度較高的16位低功耗微控制器,特別適用於要求功耗低的場合

松翰微控制器(sonix):

是台灣松翰公司的單片,大多為8位機,有一部分與pic 8位微控制器相容,**便宜,系統時鐘分頻可選項較多,有pmw adc 內振 內部雜訊濾波。缺點ram空間過小,抗干擾較好。

三星微控制器有ks51和ks57系列4位微控制器,ks86和ks88系列8位微控制器,ks17系列16位微控制器和ks32系列32位微控制器,三星還為arm公司生產arm微控制器,常見的s344b0等.三星微控制器為otp型isp在片程式設計功能.

中國台灣凌陽科技股份****(sunplus technology co. ltd)至力於8位和16位機的開發. spmc65系列微控制器是凌陽主推產品,採用8位spmc65 cpu 核心,並圍繞這個通用的cpu核心,形成了不同的片內資源的一系列產品。在系列晶元中相同的片內硬體功能模組具有相同的資源特點;不同型號的晶元只是對片內資源進行刪減.其最大的特點就是超強抗干擾. 廣

泛應用於家用電器、工業控制、儀器儀表、安防報警、計算機外圍等領域。spmc75 系列微控制器核心採用凌陽科技自主智財權的μ' nsp(microcontroller and signal processor)16位微處理器spmc75 系列微控制器整合了多種功能模組:多功能 i/o 口、序列口、 adc 、定時計數器等常硬體模組,以及能產生電機驅動波形的 pwm 發生器、多功能的捕獲比較模組、 bldc 電機驅動專用位置偵測介面、兩相增量編碼器介面等特殊硬設,主要用於變頻馬達驅動控制。 spmc75 系列微控制器具有很強的抗干擾能力,廣泛應用於變頻家電、變頻器、工業控制等控制領域.

華幫微控制器[2]

屬於8051類微控制器,它們的w78系列與標準的8051相容,w77系列為增強型51,對8051的時序做了改進.同樣時鐘下速度快了不少.在4位機上華幫有921系列,帶lcd驅動的741系列.在32位機方面,華幫使用了惠普公司pa-risc微控制器技術,生產低位32位risc微控制器.

還有很多優秀的微控制器生產企業這裡沒有收集,每個企業都有自己的特點,大家根據需要選擇微控制器,在完全實現功能的前提下追求低價位,當然並不是這樣最好,實際中選擇微控制器跟開發者的應用習慣和開發經驗是密不可分的.

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