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單片機工作原理--詳細介紹
單片機自動完成賦予它的任務的過程,也就是單片機執(zhí)行程序的過程,即一條條執(zhí)行的指令的過程,這是在設計人員賦予它的指令系統(tǒng)所決定的,一條指令對應著一種基本操作;單片機所能執(zhí)行的全部指令,就是該單片機的指令系統(tǒng),不同種類的單片機,其指令系統(tǒng)亦不同。
為使單片機能自動完成某一特定任務,必須把要解決的問題編成一系列指令,這一系列指令的集合就成為程序,程序需要預先存放在具有存儲功能的部件——存儲器中。存儲器由許多存儲單元組成,每一個存儲單元也必須被分配到僅有的地址號,該地址號稱為存儲單元的地址,這樣只要知道了存儲單元的地址,就可以找到這個存儲單元,其中存儲的指令就可以被取出,然后再被執(zhí)行。
程序通常是順序執(zhí)行的,所以程序中的指令也是一條條順序存放的,單片機在執(zhí)行程序時要能把這些指令一條條取出并加以執(zhí)行,必須有一個部件能追指令所在的地址,這一部件就是程序計數(shù)器PC,在開始執(zhí)行程序時,給PC賦以程序中首條指令所在的地址,然后取得每一條要執(zhí)行的命令,PC在中的內(nèi)容就會自動增加,增加量由本條指令長度決定,可能是1、2或3,以指向下一條指令的起始地址,保證指令順序執(zhí)行。
單片機的應用范圍
在說單片機應用之前,首先來談談我們使用的電腦(PC機),我們使用的電腦屬于通用計算機,真是感嘆計算機發(fā)展神速!現(xiàn)在個人電腦的性能比以前已經(jīng)得到了極大的提高,普通PC機的運行速度就已經(jīng)達到了3GB以上,擁有海量的硬盤空間,80GB、160GB甚至200G都很常見,內(nèi)存普通的都有256M、512M甚至有1G內(nèi)存,使用19'大屏幕液晶顯示器。。。正是這些電腦的很高的性能,為我們海量數(shù)值計算、信息處理、多媒體和網(wǎng)絡應用、辦公、家用等的實現(xiàn)成為可能。
相比之下,單片機的硬件配置就沒有通用計算機那么高了,單片機運算速度一般只有幾兆至幾十兆,如51單片機常用的晶振頻率有6MHZ、11.0592MHZ和24MHZ等;單片機內(nèi)部程序空間也比較小,一般在幾KB到幾十KB;單片機內(nèi)存RAM一般幾百字節(jié)到幾KB。雖然單片機微型計算機的性能無法和電腦相比,但是單片機具有高可靠性、體積小、智能性、實時性、可塑性強(只要寫入不同的程序,同一片單片機能夠完成不同的工作)等諸多特點,而且價格低廉,如一片89S51單片機才幾塊錢。正是這些特點,使單片機成為工程師們開發(fā)嵌入式應用系統(tǒng)和小型智能化產(chǎn)品的選擇!
單片機上拉電阻的選擇
大家可以看到復位電路中電阻R1=10k時RST是高電平 ,而當R1=50時RST為低電平,很明顯R1=10k時是錯誤的,單片機一直處在復位狀態(tài)時根本無法工作。出現(xiàn)這樣的原因是由于RST引腳內(nèi)含三極管,即便在截止狀態(tài)時也會有少量截止電流,當R取的非常大時,微弱的截止電流通過就產(chǎn)生了高電平。
單片機與plc的區(qū)別
1.PLC是建立在單片機之上的產(chǎn)品,單片機是一種集成電路,兩者不具有可比性。
2.單片機可以構成各種各樣的應用系統(tǒng),從微型、小型到中型、大型都可,PLC是單片機應用系統(tǒng)的一個特例。
3.不同廠家的PLC有相同的工作原理,類似的功能和指標,有一定的互換性,質(zhì)量有保證,編程軟件正朝標準化方向邁進。這正是PLC獲得廣泛應用的基礎。而單片機應用系統(tǒng)則是八仙過海,各顯神通,功能千差萬別,質(zhì)量參差不齊,學習、使用和維護都很困難。
從工程的角度,談談PLC與單片機系統(tǒng)的選用;
1.對單項工程或重復數(shù)很少的項目,采用PLC方案是明智、快捷的途徑,成功率高,手尾少,但成本較高。
2.對于量大的配套項目,采用單片機系統(tǒng)具有成本低、效益高的優(yōu)點,但這要有相當?shù)难邪l(fā)力量和行業(yè)經(jīng)驗才能使系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠地運行。方法是單片機系統(tǒng)嵌入PLC的功能,這樣可大大簡化單片機系統(tǒng)的研制時間,性能得到保障,效益也就有保證。