so微控制器開發指南之24
太陽出來之後,迷茫的霧終將散去,世界也會越來清晰,在技術的路上越走越光明。
前面介紹的電路板設計是硬體設計的基礎,本節開始正式進入微控制器開發的章節,本節在前期的基礎上進一步說明微控制器的結構和引腳。
1、 什麼是微控制器
本文主要以51微控制器開發為例來介紹。
微控制器一般是電路板上的一塊微處理器晶元,能執行程式,能執行數學計算、邏輯運算等運算,能接收以及輸出訊號,如數碼訊號,部分也片載模擬量訊號介面,內部含有定時器、計數器以及序列通訊介面等單元,有ram用於臨時儲存執行過程資料,部分型號也有掉電不易失的儲存器,有介面用於通訊等。
2、微控制器的結構以及外部引腳
如圖 1為微控制器的結構概覽,且劃分為核心和外部引腳兩個部分。
(1)微控制器的核心部分(中間橢圓內區域)
->核心,微控制器執行運算等的部分,如進行數學計算、邏輯運算的單元。
->ram,用於儲存執行過程中的臨時資料,在微控制器裡程式執行過程中,會產生一些資料,如使用者定義的臨時變數等,基本都存在於ram中。ram只能用於資料暫存,掉電資料即丟失。
->程式儲存器,用於儲存程式的地方,使用者編寫的程式就儲存在程式儲存器裡,程式儲存器可擴充套件,需要額外的i/o(輸入/輸出)引腳。
->非易失儲存器,部分微控制器型號有此儲存器,用於長期儲存使用者資料的儲存器,一般掉電了也不會丟失。
->計數器,用於計數。外部訊號高低電平變化會產生計數資訊,如果需要,可接入指定的微控制器引腳進行計數。
->計時器,計時=基準時間x計數,基準時間由內部或者外部晶振產生。一言概之,就是數一下晶振產生了多少個基準時間,就達到了計時的目的。
->其他。有的微控制器還有片載pwm發生器等,這裡不再贅述,具體的可以查閱微控制器手冊。
(2)外部引腳
->電源引腳。微控制器有電才能工作,這是為微控制器供電的引腳,一般的要求直流5v或者3.3v的電源為微控制器供電。
->di/do引腳,用於數字量輸入和輸出的引腳,一般這種引腳既能輸入也能輸出。允許的輸入輸出的電平電壓跟微控制器的電源相關,通常如果微控制器的電源是5v,那麼對應的高電平就是5v,低電平為0v,同樣的,如果是3.3v的電源,那麼高電平為3.3v,低電平為0v。
->ai/ao介面,部分微控制器有ai/ao介面,用於直接讀取或者輸出模擬量訊號。
->通訊介面。微控制器上用於通訊的介面,一般至少有序列通訊介面,加上一些通訊晶元和元件就能進行如rs232、rs485等通訊。
->其他。
圖 2是某微控制器的引腳,可以看到引腳標識文字裡有很多「/」符號,這就表示這個引腳是復用的,如第20腳「p3.2/int0」,可以做普通的數字量輸入輸出引腳,也可以做外部中斷0的輸入引腳。每個引腳具體的含義,需要看手冊或者說明書。
3、主要用途
微控制器的主要用途就是做控制器,承擔資料採集、運算、控制、通訊等任務,可以用於工業控制、儀器儀表、機電裝置等自動化、監控監測等領域。
4、結語
本文根據作者的理解概略性地介紹微控制器的內部結構和引腳,或許不夠嚴謹準確,但對認知或多或少也是有幫助的,因為對於一般開發者來說更重要的是怎麼使用,要想深入理解可以繼續查閱。
本節完,精彩待續。
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