24單片機(jī)的結(jié)構(gòu)及引腳是怎樣

ID:63113 · 發(fā)表于 2022-2-21 20:17

SO單片機(jī)開(kāi)發(fā)指南之24
太陽(yáng)出來(lái)之后，迷茫的霧終將散去，世界也會(huì)越來(lái)清晰，在技術(shù)的路上越走越光明。
前面介紹的電路板設(shè)計(jì)是硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，本節(jié)開(kāi)始正式進(jìn)入單片機(jī)開(kāi)發(fā)的章節(jié)，本節(jié)在前期的基礎(chǔ)上進(jìn)一步說(shuō)明單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和引腳。
1、什么是單片機(jī)

本文主要以51單片機(jī)開(kāi)發(fā)為例來(lái)介紹。
單片機(jī)一般是電路板上的一塊微處理器芯片，能運(yùn)行程序，能執(zhí)行數(shù)學(xué)計(jì)算、邏輯運(yùn)算等運(yùn)算，能接收以及輸出信號(hào)，如數(shù)字信號(hào)，部分也片載模擬量信號(hào)接口，內(nèi)部含有定時(shí)器、計(jì)數(shù)器以及串行通信接口等單元，有RAM用于臨時(shí)存儲(chǔ)運(yùn)行過(guò)程數(shù)據(jù)，部分型號(hào)也有掉電不易失的存儲(chǔ)器，有接口用于通訊等。
2、單片機(jī)的結(jié)構(gòu)以及外部引腳

如圖 1為單片機(jī)的結(jié)構(gòu)概覽，且劃分為核心和外部引腳兩個(gè)部分。
（1）單片機(jī)的核心部分（中間橢圓內(nèi)區(qū)域）
->內(nèi)核，單片機(jī)執(zhí)行運(yùn)算等的部分，如進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算、邏輯運(yùn)算的單元。
->RAM，用于存儲(chǔ)運(yùn)行過(guò)程中的臨時(shí)數(shù)據(jù)，在單片機(jī)里程序執(zhí)行過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生一些數(shù)據(jù)，如用戶定義的臨時(shí)變量等，基本都存在于RAM中。RAM只能用于數(shù)據(jù)暫存，掉電數(shù)據(jù)即丟失。
->程序存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)程序的地方，用戶編寫(xiě)的程序就存儲(chǔ)在程序存儲(chǔ)器里，程序存儲(chǔ)器可擴(kuò)展，需要額外的I/O（輸入/輸出）引腳。
->非易失存儲(chǔ)器，部分單片機(jī)型號(hào)有此存儲(chǔ)器，用于長(zhǎng)期保存用戶數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器，一般掉電了也不會(huì)丟失。
->計(jì)數(shù)器，用于計(jì)數(shù)。外部信號(hào)高低電平變化會(huì)產(chǎn)生計(jì)數(shù)信息，如果需要，可接入指定的單片機(jī)引腳進(jìn)行計(jì)數(shù)。
->計(jì)時(shí)器，計(jì)時(shí)=基準(zhǔn)時(shí)間x計(jì)數(shù)，基準(zhǔn)時(shí)間由內(nèi)部或者外部晶振產(chǎn)生。一言概之，就是數(shù)一下晶振產(chǎn)生了多少個(gè)基準(zhǔn)時(shí)間，就達(dá)到了計(jì)時(shí)的目的。
->其他。有的單片機(jī)還有片載PWM發(fā)生器等，這里不再贅述，具體的可以查閱單片機(jī)手冊(cè)。
（2）外部引腳
->電源引腳。單片機(jī)有電才能工作，這是為單片機(jī)供電的引腳，一般的要求直流5V或者3.3V的電源為單片機(jī)供電。
->DI/DO引腳，用于數(shù)字量輸入和輸出的引腳，一般這種引腳既能輸入也能輸出。允許的輸入輸出的電平電壓跟單片機(jī)的電源相關(guān)，通常如果單片機(jī)的電源是5V，那么對(duì)應(yīng)的高電平就是5V，低電平為0V，同樣的，如果是3.3V的電源，那么高電平為3.3V，低電平為0V。
->AI/AO接口，部分單片機(jī)有AI/AO接口，用于直接讀取或者輸出模擬量信號(hào)。
->通信接口。單片機(jī)上用于通信的接口，一般至少有串行通信接口，加上一些通信芯片和組件就能進(jìn)行如RS232、RS485等通信。
->其他。

圖 2是某單片機(jī)的引腳，可以看到引腳標(biāo)識(shí)文字里有很多“/”符號(hào)，這就表示這個(gè)引腳是復(fù)用的，如第20腳“P3.2/INT0”,可以做普通的數(shù)字量輸入輸出引腳，也可以做外部中斷0的輸入引腳。每個(gè)引腳具體的含義，需要看手冊(cè)或者說(shuō)明書(shū)。

3、主要用途
單片機(jī)的主要用途就是做控制器，承擔(dān)數(shù)據(jù)采集、運(yùn)算、控制、通信等任務(wù)，可以用于工業(yè)控制、儀器儀表、機(jī)電設(shè)備等自動(dòng)化、監(jiān)控監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。
4、結(jié)語(yǔ)
本文根據(jù)作者的理解概略性地介紹單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳，或許不夠嚴(yán)謹(jǐn)準(zhǔn)確，但對(duì)認(rèn)知或多或少也是有幫助的，因?yàn)閷?duì)于一般開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)更重要的是怎么使用，要想深入理解可以繼續(xù)查閱。
本節(jié)完，精彩待續(xù)。

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