學(xué)習(xí)單片機(jī)必須了解的知識(shí)

一．單片機(jī)概念：

單片機(jī)，即微型單芯片計(jì)算機(jī)，是將單片機(jī)主機(jī)（CPU、內(nèi)存和I/O接口）集成 在一小塊硅片上的微型機(jī)，又稱微控器（MCU）。51單片機(jī)是對(duì)所有兼容Intel 8031指令系統(tǒng)的單片機(jī)的統(tǒng)稱，是基礎(chǔ)入門的一類單片機(jī)，也是應(yīng)用最廣泛的一種。簡(jiǎn)單來說就是一個(gè)可編程的芯片，它的特點(diǎn)可通過不同程序和不同的電路實(shí)現(xiàn)不同產(chǎn)品的功能，價(jià)格便宜，功耗也低，所以非常適合去做各種消費(fèi)類、工業(yè)、醫(yī)療、航空等智能控制。

二．單片機(jī)的控制原理：

通過控制單片機(jī)的40個(gè)引腳輸出的高低電平進(jìn)行控制，最后達(dá)到控制內(nèi)外資源的運(yùn)行的目的，因?yàn)槠渲袨橐恍┚w管，可以通過控制晶體管的導(dǎo)通狀態(tài)而組成不同的邏輯電路，達(dá)到不同功能。

單片機(jī)主要的參數(shù)：

字長(zhǎng)：8位機(jī)，16位機(jī)，32位機(jī)。

內(nèi)存容量：容量單位：1K=2^10=1024, 1M = 2^20,8K,64K,

16M,64M。

運(yùn)算速度：時(shí)鐘頻率、主頻、

內(nèi)存存取速度：50ns、70ns、200ns。

全局變量和局部變量：全局變量：main函數(shù)以前定義；

局部變量：函數(shù)體內(nèi)部定義；如果沒有被main調(diào)用時(shí)，不占用內(nèi)存；能使用局部變量，就不使用全局變量；聲明時(shí)可以不寫變量名。

關(guān)于單片機(jī)的運(yùn)行：

1、最小系統(tǒng)能夠運(yùn)行起來的三要素是：1、電源；2、晶振；3、復(fù)位電路；電源不做過多解釋，晶振電路：晶振，又叫晶振振蕩器，產(chǎn)生震蕩電流，為單片機(jī)系統(tǒng)提供基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)，一般選用6MHZ，12MHZ以及24MHZ的晶振。復(fù)位電路：復(fù)位電路用來保證中央處理器和中央處理器外的其他功能模塊同時(shí)恢復(fù)到一個(gè)確切的初始狀態(tài)，下次運(yùn)行時(shí)從該初始狀態(tài)重新開始。

2、單片機(jī)任意I/O口的操作：1、輸出控制電平高低；2、輸入控制電平高低；

3、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器可以說是一個(gè)東西，因?yàn)樗饶苡?jì)時(shí)也能計(jì)數(shù)。

4、中斷：外部中斷、定時(shí)器中斷、串口中斷

5、串口通信：?jiǎn)纹瑱C(jī)之間、單片機(jī)與計(jì)算機(jī)之間

三．單片機(jī)常見的時(shí)序單位：

1.時(shí)鐘周期：晶振的震蕩周期，最小的時(shí)序單位。

2.時(shí)鐘周期：計(jì)算機(jī)執(zhí)行一種基本操作的時(shí)間單位。一個(gè)機(jī)器周期由12個(gè)時(shí)鐘周期組成。

3.指令周期：執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間。一個(gè)指令周期由1~4個(gè)機(jī)器周期組成。

四．單片機(jī)的硬件基礎(chǔ)知識(shí)

1、 電磁干擾：使用去耦電容來達(dá)到電磁兼容的目的。舉幾個(gè)例子，（1） 冬天的時(shí)候，尤其是空氣比較干燥的內(nèi)陸城市，很多朋友都有這樣的經(jīng)歷，手觸碰到電腦外殼、鐵柜子等物品的時(shí)候會(huì)被電擊，這就是“靜電放電”現(xiàn)象，也稱之為 ESD。（2）早期我們使用電鉆這種電機(jī)設(shè)備，并且同時(shí)在聽收音機(jī)或者看電視的時(shí)候，收音機(jī)或者電視會(huì)出現(xiàn)雜音，這就是“快速瞬間群脈沖”的效果，也稱之為 EFT。（3）以前的老電腦，有的性能不是很好，帶電熱插拔優(yōu)盤、移動(dòng)硬盤等外圍設(shè)備的時(shí)候，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生一個(gè)百萬分之一秒的電源切換，直接導(dǎo)致電腦出現(xiàn)藍(lán)屏或者重啟現(xiàn)象，就是熱插拔的“浪涌”效果，稱之為 Surge。

2、 去耦電容的應(yīng)用：將電流類比于水流，得到去耦電容有以下作用：（1）緩沖作用：緩沖作用。當(dāng)上電的瞬間，電流從電源處流下來的時(shí)候，不穩(wěn)定，容易沖擊電子器件，加個(gè)電容可以起到緩沖作用。（2）穩(wěn)定作用：穩(wěn)定作用。我們的一整套電路，后級(jí)電子器件的功率大小都不一樣，而器件正常工作的時(shí)候，所需電流的大小也不是一成不變的。

3.三極管：三級(jí)管可根據(jù)材料分為硅管和鍺管，硅管的正向?qū)▔航禐?.7V左右，鍺管的正向?qū)▔航禐?.2V~0.4V。