单片机SP(Single-chip Processor)是指将微处理器的核心电路、存储器和各种输入输出接口集成于一颗芯片上的微型计算机系统。SP的规模通常很小,大小可比一枚指甲略大,而且功耗很低,非常适合于嵌入式系统的应用。
常见的单片机有AT89C51、PIC16F877等,这些单片机都有着高度集成、易于编程、使用方便等优点,成为嵌入式系统设计中不可或缺的关键设备。
单片机SP由中央处理器(CPU)、存储器、输入输出端口(I/O)和定时器计数器等四大部分构成。
中央处理器是单片机SP的核心,它负责解读和执行存储器中程序的指令,并控制内部和外部的各种操作,如数据输入输出、寄存器操作、计时、跳转、中断等。
存储器用来存储程序代码、临时数据和常数等,分为ROM(只读存储器)和RAM(随机存储器)两种。
其中ROM是只读存储器,程序代码不可更改或者只能一次性烧录;RAM可以随时进行数据的读写操作,但数据在掉电时会丢失。
输入输出端口(I/O)包括数字输入输出端口、模拟输入输出端口、串行通信端口等,可用来接收温度、压力、湿度等模拟量,并将其转换成数字量,还可以通过LED、LCD、数码管等显示输出设备来显示指定的信息。
串行通信端口则可用来实现与其他单片机系统或上位机之间的通信。
定时器计数器可以产生指定频率的脉冲,并可以精确地计算时间,常用于测量和控制计时,并与输入输出端口配合使用,实现比较复杂的应用。
由于单片机SP体积小、功耗低、运算速度快等优势,可以应用于许多领域,如:
单片机SP最早应用于工厂中的控制系统,如生产线、清洁设备、包装机、输送带控制等领域。
单片机SP广泛应用于电子设备中,如电视机、空调、电冰箱、电脑键盘、微波炉等等。
单片机SP也被广泛应用于汽车电子方面,如发动机控制、防盗系统、自动变速器控制、ABS零件等。
单片机SP的环境适应性强,在发射、导航、通信等领域都有应用。此外,单片机SP还广泛应用于医疗领域、学校科研实验、智能家居等领域。