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  • 【收藏】微控制器基础知识大全

  • 2017-04-24 15:44:28 阅读量:15791 来源:立创商城

一.关于微控制器

微控制器是将微型计算机的主要部分集成在一个芯片上的单芯片微型计算机。微控制器诞生于20世纪70年代中期,经过多年的发展,其应用遍及各个领域,从最初的简单控制到嵌入式系统,如今已广泛应用到物联网、工业、消费电子、智能家居等领域。

早期的微控制器是将一个计算机集成到一个芯片中,以实现嵌入式应用,被称为"单片机"。后来,随着控制领域的嵌入式应用不断扩大,单片机中也不断扩展一些满足控制要求的电路单元。目前单片机已逐渐被称为"微控制器(MCU)",集成度越来越高、功能越来越强,应用范围也越来越广。

二.微控制器的分类

微控制器根据不同的标准有不同的分类。

1.根据用途可分为通用型和专用型;

2.根据数据总线宽度:可分为4位、8位、16位和32位、64位;

与其说微控制器的位数是一种分类标准,还不如说是微控制器的发展历程。微控制器从最初的1位、4位发展到如今的8位、16位、32位,甚至64位。如今市场也常以位数来区分微控制器的低高阶。

4位微控制器价格便宜、控制功能钱,目前依然有其应用市场,不过其市场正逐渐被8位和32位产品蚕食。

8位微控制器具有较强的技术整合能力,设计简约、材料成本低、价格相对低,目前仍是应用最为广泛的微控制器。

16位微控制器就略为尴尬,前有8位后有32位,很多厂商都是直接从8位升级到32位,16位似乎将成为过渡产品。

32位微控制器目前发展前景巨大。尽管8位微控制器发展势头仍足,但随着产品更新换代和新兴应用领域的快速发展,32位微控制器的优势会日渐突出,将成为未来的市场主流。

64位微控制器现在主要还是被利用于高端产品,市场占有率不高。

3.根据存储器结构可分为Harvard(哈佛)结构和VonNeumann(冯·诺伊曼)结构;

4.根据内嵌程序存储器的类别可分为OTP、掩膜、EPROM/EEPROM和闪存Flash;

5.根据指令结构又可分为CISC(ComplexInstructionSetComputer)和RISC(ReducedInstructionSetComputer)微控制器。

三.微控制器应用

微控制器已被广泛应用到家用电器、办公设备、测控系统、智能仪器仪表、通讯等领域,从高科技产品到日常生活用品,都少不了微控制器的存在。

1.机电行业

微控制器经常被用在机电控制领域,与传统机械产品结合后,可使控制智能化,如微控制器控制的数控机床、电机、编织机等。

2.智能仪器仪表

微控制器可使仪器仪表向数字化、智能化、多功能化、综合化、柔性化发展,助其集测量、处理、控制功能于一体。

3.测控系统

微控制器也广泛应用于各种工业控制系统、自适应控制系统、数据采集系统等,如电镀生产线自动控制等。

4.消费类电子

微控制器在消费类电子中的应用是最为人所知的,消费类电子也是微控制器最大的应用市场,如今消费类电子越来越智能化,也得益于微控制器不断发展更新。

5.安防门禁

楼宇安全与门禁控制与消费类电子一样,是微控制器一直以来的传统应用领域,随着人们对安防门禁的要求提高,微控制器也赋予了其更强的安全控制。

6.智能计算机外设

智能计算机外设如绘图仪、硬盘驱动器等均采用了微控制器,通过微控制器实现智能控制化操作。

7.汽车电子

近年来,汽车电子市场迅速崛起,人们对汽车安全、智能、环保等方面日益重视,微控制器在汽车电子领域的应用也日益增多。

8.白色家电/智能家居

微控制器在白色家电早已被广泛应用,如今随着智能家居的兴起,微控制器更是成为智能家居智能化的重要因素。

9.物联网

近年来,物联网领域发展得如火如荼,微控制器同样被广泛应用到了该领域。

10.新兴应用领域

随着社会快速发展,未来许多新兴应用领域也少不了微控制器的身影,如能耗电机控制、便携式医疗设备、高精度工业仪器控制、特殊工作环境电子控制、精细动力控制、节能环保、新能源动力电池、轨道交通等领域,将成为微控制器未来市场增长动力。

微控制器不同的位数,对应着不同的应用领域:

4位微控制器:计算器、车用仪器、车用防盗装置、呼叫器、无限电话、CD播放器、LCD驱动控制器、儿童玩具、磅秤、充电器、胎压计、温湿度计、遥控器等。

8位微控制器:电表、马达控制器、电动玩具机、呼叫器、传真机、电话录音机、键盘及USB

16位微控制器:移动电话、数字相机及摄录放影机。

32位微控制器:智能家居、物联网、电机及变频控制、安防监控、指纹识别、触控按键、Mode、GPS、STB、工作站、ISDN电话、激光打印机与彩色传真机等。

64位微控制器:高阶工作站、多媒体互动系统、高级电视游乐器、高级终端机等。

四.主流微控制器

1.51单片机

51单片机是8位微控制器,被视为最经典的微控制器,被广泛应用于教学场合以及对性能要求不高的场合,8051、80C51等呗使用得最多。

2.MSP430单片机

MSP430单片机是16位微控制器,具有低功耗、速度快、汇编语言灵活、寻址方式多、指令少、容易上手等特点,在低功耗及超低功耗的工业场合应用得较多,MSP430F系列、MSP430G2系列、MSP430L09系列尤受欢迎。

3.STM32单片机

STM32单片机是一款性价比超高的微控制器,它功能极其强大,在功耗和集成度方面表现突出,极受电子工程师的热捧,尤其是STM32F103系列、STM32L1系列、STM32W系列。


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