單片機原理及應用胡乾斌第七章

單片機原理及應用胡乾斌第七章本章介紹單片機的原理和應用。從單片機的概述開始，逐步深入了解單片機架構，包括CPU結構、存儲器、輸入輸出端口、定時器與計數(shù)器、中斷系統(tǒng)以及各種外設。還將演示如何使用編程語言進行單片機編程，并探討單片機在家電電子控制、工業(yè)自動化和汽車電子系統(tǒng)等領域的應用。單片機概述背景什么是單片機？單片機是一種集成電路，包含處理器、存儲器和各種外設，可用于控制和執(zhí)行特定任務。優(yōu)勢相比傳統(tǒng)的多芯片系統(tǒng)，單片機具有體積小、功耗低、成本低和可靠性高等優(yōu)勢。應用廣泛應用于家電、工業(yè)控制、汽車電子等領域，為自動化和智能化提供支持。嵌入式系統(tǒng)介紹1定義嵌入式系統(tǒng)是嵌入到設備或系統(tǒng)中的計算機系統(tǒng)，用于控制、監(jiān)測或執(zhí)行特定任務。2特點嵌入式系統(tǒng)具有實時性要求、資源受限、功耗低、穩(wěn)定性高等特點。3應用常見的嵌入式系統(tǒng)包括智能手機、智能家居、工業(yè)自動化設備等。單片機架構功能組成單片機由處理器核心、存儲器和各種外設模塊組成，實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和通信功能。存儲器存儲器用于存儲程序代碼和數(shù)據(jù)，包括閃存、RAM等。外設模塊外設模塊包括輸入輸出端口、定時器、串口、模擬數(shù)字轉換器等。CPU結構1控制單元控制單元負責解析指令、控制信號和數(shù)據(jù)流，并將其發(fā)送到相應組件。2運算單元運算單元執(zhí)行算術運算和邏輯運算，處理數(shù)據(jù)并執(zhí)行相應的操作。3寄存器寄存器用于存儲數(shù)據(jù)和指令，包括數(shù)據(jù)寄存器、地址寄存器和狀態(tài)寄存器。存儲器1閃存閃存用于存儲程序代碼和常量數(shù)據(jù)，具有可擦寫性和可擦寫次數(shù)限制。2RAMRAM用于存儲程序的臨時數(shù)據(jù)和變量，讀寫速度快但斷電后數(shù)據(jù)丟失。3EEPROMEEPROM用于存儲非易失性的數(shù)據(jù)，讀寫速度較慢但可長期保留數(shù)據(jù)。輸入輸出端口輸入端口輸入端口用于接收外部設備的信號或數(shù)據(jù)，如開關、傳感器等。輸出端口輸出端口用于向外部設備發(fā)送信號或數(shù)據(jù)，如LED燈、繼電器等。串口串口可用于與其他設備進行數(shù)據(jù)交換，如與計算機進行通信。定時器與計數(shù)器1定時功能定時器用于精確地計時和生成周期性的信號。2計數(shù)功能計數(shù)器用于統(tǒng)計外部事件的頻率或脈沖數(shù)。3應用定時器與計數(shù)器被廣泛應用于測量、控制和通信等領域。中斷系統(tǒng)1定義中斷是指在程序執(zhí)行過程中，由特定事件觸發(fā)的臨時跳轉和處理。2用途中斷可用于處理外部事件、優(yōu)先級處理和響應緊急情況。3中斷優(yōu)先級中斷可根據(jù)其優(yōu)先級進行排序和處理，以確保高優(yōu)先級事件的及時響應。ADC/DACADC原理模數(shù)轉換器（ADC）用于將模擬信號轉換為數(shù)字信號，以便單片機進行處理。DAC原理數(shù)字模擬轉換器（DAC）用于將數(shù)字信號轉換為模擬信號，以用于控制外部設備。應用ADC和DAC被廣泛應用于電子測量、音頻處理和信號控制等領域。PWM1PWM定義脈寬調(diào)制（PWM）為輸出模擬信號提供了一種有效的方式，通過控制脈沖寬度來調(diào)整信號的平均值。2應用PWM廣泛應用于直流電機控制、燈光調(diào)光和音頻放大等領域。3優(yōu)勢PWM具有高效、無噪音和精確控制的優(yōu)點，適用于各種應用場景。UART1定義通用異步收發(fā)器（UART）用于實現(xiàn)串行數(shù)據(jù)通信，將并行數(shù)據(jù)轉換為串行數(shù)據(jù)。2功能UAR