24单片机的结构及引脚是怎样|成都仪器开发提供
SO单片机开发指南之24
太阳出来之后,迷茫的雾终将散去,世界也会越来清晰,在技术的路上越走越光明。
前面介绍的电路板设计是硬件设计的基础,本节开始正式进入单片机开发的章节,本节在前期的基础上进一步说明单片机的结构和引脚。
1、 什么是单片机
本文主要以51单片机开发为例来介绍。
单片机一般是电路板上的一块微处理器芯片,能运行程序,能执行数学计算、逻辑运算等运算,能接收以及输出信号,如数字信号,部分也片载模拟量信号接口,内部含有定时器、计数器以及串行通信接口等单元,有RAM用于临时存储运行过程数据,部分型号也有掉电不易失的存储器,有接口用于通讯等。
2、单片机的结构以及外部引脚
如图 1为单片机的结构概览,且划分为核心和外部引脚两个部分。
(1)单片机的核心部分(中间椭圆内区域)
->内核,单片机执行运算等的部分,如进行数学计算、逻辑运算的单元。
->RAM,用于存储运行过程中的临时数据,在单片机里程序执行过程中,会产生一些数据,如用户定义的临时变量等,基本都存在于RAM中。RAM只能用于数据暂存,掉电数据即丢失。
->程序存储器,用于存储程序的地方,用户编写的程序就存储在程序存储器里,程序存储器可扩展,需要额外的I/O(输入/输出)引脚。
->非易失存储器,部分单片机型号有此存储器,用于长期保存用户数据的存储器,一般掉电了也不会丢失。
->计数器,用于计数。外部信号高低电平变化会产生计数信息,如果需要,可接入指定的单片机引脚进行计数。
->计时器,计时=基准时间x计数,基准时间由内部或者外部晶振产生。一言概之,就是数一下晶振产生了多少个基准时间,就达到了计时的目的。
->其他。有的单片机还有片载PWM发生器等,这里不再赘述,具体的可以查阅单片机手册。
(2)外部引脚
->电源引脚。单片机有电才能工作,这是为单片机供电的引脚,一般的要求直流5V或者3.3V的电源为单片机供电。
->DI/DO引脚,用于数字量输入和输出的引脚,一般这种引脚既能输入也能输出。允许的输入输出的电平电压跟单片机的电源相关,通常如果单片机的电源是5V,那么对应的高电平就是5V,低电平为0V,同样的,如果是3.3V的电源,那么高电平为3.3V,低电平为0V。
->AI/AO接口,部分单片机有AI/AO接口,用于直接读取或者输出模拟量信号。
->通信接口。单片机上用于通信的接口,一般至少有串行通信接口,加上一些通信芯片和组件就能进行如RS232、RS485等通信。
->其他。
图 2是某单片机的引脚,可以看到引脚标识文字里有很多“/”符号,这就表示这个引脚是复用的,如第20脚“P3.2/INT0”,可以做普通的数字量输入输出引脚,也可以做外部中断0的输入引脚。每个引脚具体的含义,需要看手册或者说明书。
3、主要用途
单片机的主要用途就是做控制器,承担数据采集、运算、控制、通信等任务,可以用于工业控制、仪器仪表、机电设备等自动化、监控监测等领域。
4、结语
本文根据作者的理解概略性地介绍单片机的内部结构和引脚,或许不够严谨准确,但对认知或多或少也是有帮助的,因为对于一般开发者来说更重要的是怎么使用,要想深入理解可以继续查阅。
本节完,精彩待续。