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單片機(jī)的基本功能
1.8位數(shù)據(jù)總線,16位地址總線的CPU;2.具有布爾處理能力和位處理能力;3.采用哈佛結(jié)構(gòu),程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址空間各自獨(dú)立,便于程序設(shè)計(jì);4.相同地址的64KB程序存儲(chǔ)器和64KB數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器;5.0-8KB片內(nèi)程序存儲(chǔ)器(8031無(wú),8051有4KB,8052有8KB,89C55有20KB);6.128字節(jié)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(8051有256字節(jié));7.32根雙向并可以按位尋址的I/O線
單片機(jī)有效應(yīng)用
(1)使用壽命。壽命主要指以下2方面:?jiǎn)纹瑱C(jī)開(kāi)發(fā)產(chǎn)品擁有良好的穩(wěn)定性和較長(zhǎng)的使用壽命,可以長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行10年或是20多年;與微處理器相比擁有較長(zhǎng)的使用壽命。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷提高,MPU更新?lián)Q代速度的不斷提升,部分已經(jīng)成功上市,同時(shí)年齡較小的CPU核心同樣會(huì)隨著I/O模塊的發(fā)展而不斷豐富,生存周期較長(zhǎng)。隨著新型CPU產(chǎn)品的出現(xiàn),單片機(jī)領(lǐng)域也不斷擴(kuò)展,用戶(hù)選擇余地也相繼增加。目前單片機(jī)的主要發(fā)展趨勢(shì)就是32位、16位和8位單片機(jī)的共同進(jìn)步。起初單片機(jī)主要是從8位開(kāi)始的,隨著多媒體技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和移動(dòng)通訊技術(shù)的發(fā)展,32位單片機(jī)逐漸發(fā)展起來(lái)。
(2)運(yùn)行速度。MUP發(fā)展中的主要是不斷提升速度,主要是以時(shí)鐘頻率為主要標(biāo)志,時(shí)鐘頻率逐漸增長(zhǎng)。但是單片機(jī)卻和MUP存在一定的差異,為了進(jìn)一步提升單片機(jī)的抗干擾能力,減少噪音影響,單片機(jī)在發(fā)展過(guò)程中逐漸開(kāi)始從降低時(shí)鐘頻率入手,為此不惜降低運(yùn)算效率。
(3)高可靠性和低噪音技術(shù)。首先是EFT技術(shù)屬于抗干擾技術(shù),主要是振蕩電路中的正弦信號(hào)被外部的環(huán)境所影響時(shí),其所發(fā)出的波形就疊加各種毛刺信號(hào),而人們?cè)谔幚磉^(guò)程中也經(jīng)常利用施密特電路進(jìn)行整改,隨后電路振蕩毛刺就會(huì)變成觸發(fā)信號(hào)干擾的時(shí)鐘,交替利用RC濾波電路和施密特電路能夠有效消除毛刺作用,讓影響失效,促進(jìn)系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)的順利傳輸。進(jìn)一步提升單片機(jī)穩(wěn)定性。其次是驅(qū)動(dòng)技術(shù)和低噪音的布線技術(shù),傳統(tǒng)單片機(jī)通常是將地線和電源設(shè)置在電路外殼中的對(duì)稱(chēng)引腳位置,大都是在右上左下、左上右下兩部分對(duì)稱(chēng)位置中,如此讓電源噪音順利穿過(guò)整個(gè)芯片,干擾單片機(jī)內(nèi)部電路。
(4)掩膜與OTP。OTP屬于一次性輸入的單機(jī)片,過(guò)去將投產(chǎn)掩膜的單片機(jī)當(dāng)作單片機(jī)產(chǎn)品成熟的標(biāo)志,因?yàn)檠谀碛邢鄳?yīng)的生產(chǎn)周期,同時(shí)OTP型號(hào)的單片機(jī)價(jià)格也不斷降低,因此通過(guò)OTP進(jìn)行產(chǎn)品制造逐漸成為近幾年的發(fā)展趨勢(shì)。
單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
雖然單片機(jī)只是一個(gè)芯片,但從組成和功能上看,它已具有了微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的含義。中文“單片機(jī)”的稱(chēng)呼由英文名稱(chēng)“SingleChipMicrocomputer”直接翻譯而來(lái)。
單片機(jī)把微型計(jì)算機(jī)的各主要部分集成在一塊芯片上,大大縮短了系統(tǒng)內(nèi)信號(hào)傳送距離,從而提高了系統(tǒng)的可靠性及運(yùn)行速度。因而在工業(yè)測(cè)控領(lǐng)域中,單片機(jī)系統(tǒng)是很理想的控制系統(tǒng)。所以,單片機(jī)是典型的嵌人式系統(tǒng),是嵌入式系統(tǒng)低端應(yīng)用的較佳選擇。
單片機(jī)
單片機(jī)(MCU)一般都有內(nèi)部EEPROM/FLASH供用戶(hù)存放程序和工作數(shù)據(jù)。什么叫單片機(jī)呢?
為了防止未經(jīng)授權(quán)訪問(wèn)或拷貝單片機(jī)的機(jī)內(nèi)程序,大部分單片機(jī)都帶有加密鎖定位或者加密字節(jié),以保護(hù)片內(nèi)程序;如果在編程時(shí)加密鎖定位被使能(鎖定),就無(wú)法用普通編程器直接讀取單片機(jī)內(nèi)的程序,單片機(jī)攻擊者借助設(shè)備或者自制設(shè)備,利用單片機(jī)芯片設(shè)計(jì)上的漏洞或軟件缺陷,通過(guò)多種技術(shù)手段,就可以從芯片中提取關(guān)鍵信息,獲取單片機(jī)內(nèi)程序這就叫單片機(jī)。大部分單片機(jī)程式寫(xiě)進(jìn)單片機(jī)后,給加密,以防他人讀出里面的程式。