单片机的定义和功能

发表时间: 2024-03-05 18:51

什么是单片机,单片机能实现什么功能?

单片机本身不能实现什么功能,只有片上资源,必须要搭配外设电路才能实现所要的功能,而在这个过程中单片机起到控制作用,是一个人(代码)赋予的大脑。

1.单片机是什么

单片机是一种集成芯片,也被称为微型控制单元(Microcontroller Unit),简称MCU。具有片上资源,用户可以编程控制MCU来实现一些功能。对于电子产品而言,单片机就是一颗大脑。

单片机犹如人类大脑

人类的大脑能控制身体走路移动,大脑能直接移动吗?显然不能。腿能自己移动吗?需要大脑的控制。所以大脑可以控制腿来动,腿动需要大脑来发布动的指令。在“运动”这个功能上,腿就是一个执行机构,而大脑是控制单元。

单片机犹如大脑

单片机也是这样,单片机能给外设电路发信号、发指令,控制外设电路去实现一些电路功能。比如控制电机、交换数据、点亮显示屏等。

单片机电路框图

2.单片机有什么资源

单片机身上有很多资源,这些资源为控制外设电路提供了先天的基础。有哪些资源?

  • GPIO引脚资源,这是与外设电路打交道最直接的资源,外设电路就是通过GPIO引脚和单片机来连接的。单片机的输入输出也是GPIO的功能。
  • 定时器资源,故名资源,就类似于一个闹钟,配置好了闹钟,闹钟到点儿就可以发出提醒信号,单片机利用定时器可以实现时间相关的控制。
  • Flash/RAM资源,单片机是可编程器件,那写好的程序下载到哪里,怎么执行呢?这就离不开Flash和RAM,Flash能存储代码和数据,而RAM提供了代码跑圈的操场。
  • AD采样资源,所谓AD就是模拟量采样转换,单片机是数字器件,那环境中的模拟量,如温度、压力、电压、电流怎么被单片机识别到呢?这就用到了AD,把模拟量信号编程电压信号后,能就能被单片机识别了,这就是AD。
  • 串口资源,通常指UART或者USART,单片机想要组网、想要实现单片机之间数据的交换就要通过这个UART资源,UART可以扩展为有线通讯,如RS232、RS422/RS485,也可以扩展为无线资源如蓝牙、WIFI等。
  • 中断资源,中断是一个统称,有不同的载体,如外部中断、AD采样中断、定时器中断、串口中断等,单片机是顺序执行任务的,但是事情总该有个轻重缓急,所以中断就是高优先级的任务,而中断也有优先级之分。

还有很多资源。。。不一一提及。

电路板

3.单片机能做什么

只要有逻辑控制的地方单片机都能干,现在我们看到的电子产品,基本上都有单片机。

  • 仪表显示,各种仪表,如电子式汽车仪表、工控用仪表、洗衣机面板、电饭煲面板等,都含有单片机,这些事情很简单的单片机就能搞定;
  • 工控行业,各种传感器、各种控制器、各种通信设备、各种转换接口、各种屏控制板,都有单片机,需要算法、需要驱动资源,单片机相对高级一点;
  • 医疗行业,各种呼吸机、超声被设备、分析仪、病房管理系统等,都有单片机;
  • 消费电子,各种扫地机、各种智能穿戴设备、电视、手表、路由器等,都含有单片机,当然SoC也算是单片机;

还有很多行业。。。不能一一提及。

单片机电路板

总之,各种行业,只要涉及到电子、有电子功能的都含有单片机,单片机能实现非常多的功能,但是单片机离不开外设电路。

大脑虽然非常高级,但是要实现各种运动、观察环境,是离不开身体各部位协同支持的。什么是单片机你明白了吗?