一个可视化高级语言编写的小程序里面即使只有一个按钮,也会达到几十K的尺寸!对于家用PC的硬盘来讲没什么,可是对于单片机来讲是不能接受的。
单片机在硬件资源方面的利用率必须很高才行,所以汇编虽然原始却还是在大量使用。一样的道理,如果把巨型计算机上的操作系统和应用软件拿到家用PC上来运行,家用PC的也是承受不了的。
单片机课程简介
单片机支持多种通信协议,可以实现设备之间的数据通信。常见的通信协议包括UART、SPI、I2C、CAN等。通过这些通信协议,单片机可以与其他设备或微控制器进行数据交换,实现复杂的系统功能。物联网设备:如智能门锁,单片机通过UART与蓝牙模块通信,实现手机远程控制。工业网络:如分布式控制系统,单片机通过CAN总线与其他设备通信,实现协同工作。单片机通常具有低功耗设计,适合电池供电的设备。它可以通过多种低功耗模式(如睡眠模式、待机模式)减少能耗,延长电池寿命。便携设备:如电子手表,单片机在睡眠模式下消耗极低的电流,延长电池寿命。
远程传感器:如野外环境监测传感器,单片机在待机模式下减少能耗,确保设备长时间运行。
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可以说,二十世纪跨越了三个“电”的时代,即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过,这种电脑,通常是指个人计算机,简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机,大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机(亦称微控制器)。顾名思义,这种计算机的小系统只用了一片集成电路,即可进行简单运算和控制。因为它体积小,通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中,起着有如人类头脑的作用,它出了毛病,整个装置就瘫痪了。现在,这种单片机的使用领域已十分广泛,如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机,就能起到使产品升级换代的功效,常在产品名称前冠以形容词——“智能型”,如智能型洗衣机等。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品,不是电路太复杂,就是功能太简单且极易被仿制。究其原因,可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。
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单片机的功能
1. 控制功能
单片机的核心功能是控制。它可以通过编程实现各种控制逻辑,控制外部设备的运行。例如,单片机可以控制电机的启停、调节灯光的亮度、管理传感器的数据采集等。这种控制功能使得单片机在自动化控制领域得到了广泛应用。
应用场景:
家电控制:如智能冰箱、智能空调,通过单片机控制温度、湿度等参数。工业自动化:如生产线上的机器人控制,通过单片机实现精确的运动控制和任务调度。
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2. 数据处理功能
单片机具有数据处理能力,可以对采集到的数据进行处理和分析。例如,它可以读取传感器的数据,进行滤波、计算和存储,然后根据处理结果控制外部设备。
应用场景:
环境监测:如空气质量监测设备,单片机读取传感器数据,计算空气质量指数,并通过显示屏显示结果。
医疗设备:如血糖仪,单片机读取血糖传感器的数据,进行校准和计算,显示血糖值。
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C语言到底是什么?带你入门C语言!
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C语言:计算机的自然语言
你知道吗?人和人之间交流用的是自然语言,比如汉语、英语等。那人和计算机怎么交流呢?就需要一门计算机语言,而C语言就是其中之一。它就像计算机的自然语言,让我们能够告诉计算机该怎么做。
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C语言的发展趋势
从一些统计数据来看,C语言虽然不是**受欢迎的编程语言(比如Java和Python更流行),但它一直是理工科学生必学的一门课。而且,很多重要的系统软件和应用程序都是用C语言写的。可以说,C语言是计算机科学的基础之一。
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C语言是一个工具箱
C语言其实可以理解为一个工具箱,里面装满了各种工具。这些工具包括数据类型、变量和常量、控制语句、操作符、数组、指针、结构体、枚举、联合、动态内存管理、文件操作、预处理、标准库等等。写代码的过程就是使用这些工具来解决各种问题。
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C语言的核心工具
如果你熟悉C语言中的这些工具,那你就能更好地解决问题。比如,数据类型就像是不同种类的材料,变量和常量就像是存储数据的容器,控制语句就像是编程的指令,操作符就像是数学中的符号,数组就像是列表,指针就像是内存中的地址,结构体就像是数据的结构化表示,枚举和联合则是更高级的数据类型,动态内存管理就像是内存的分配和释放,文件操作就像是读写文件,预处理则是编译前的准备工作,标准库则是提供了一些常用的功能。
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单片机主要由以下6个部分构成
1. 中央处理器(CPU)
中央处理器是单片机的核心部件,类似于人脑中的思考和决策中心。CPU负责执行程序指令,进行算术和逻辑运算,以及控制单片机内部各个部件的工作。CPU的性能直接决定了单片机的运算能力和处理速度。
2. 存储器
单片机的存储器包括程序存储器(ROM/EPROM/EEPROM/FLASH等)和数据存储器(RAM)。程序存储器用于存储程序代码,而数据存储器则用于存储程序运行过程中产生的各种数据。
a.程序存储器:用于存储单片机运行所需的程序代码,常见的存储器类型有掩膜ROM、可编程ROM(PROM)、可擦除可编程ROM(EPROM)和电可擦除可编程ROM(EEPROM)等。随着技术的发展,FLASH存储器因其可擦写、可重复编程的特性,逐渐成为了单片机程序存储器的主流选择。
b.数据存储器:用于在程序运行过程中存储临时数据或中间结果。数据存储器通常分为RAM和特殊功能寄存器(SFR)两部分。RAM用于存储一般数据,而SFR则用于存储控制单片机各个部件工作的特殊数据。
3. I/O接口
I/O接口是单片机与外部世界进行信息交换的桥梁。它负责将单片机内部的数字信号与外部设备(如传感器、执行器等)进行转换和传输。I/O接口通常包括并行I/O接口和串行I/O接口两种类型。
a.并行I/O接口:可以同时进行多个数据位的传输,适用于与多个外部设备同时通信的场景。
b.串行I/O接口:数据一位一位地顺序传送,虽然传输速度相对较慢,但所需的硬件资源较少,适用于长距离通信或与其他串行设备连接的场景。
4. 定时器/计数器
定时器/计数器是单片机内部的一个计时部件,用于实现定时和计数功能。定时器/计数器可以用于产生精确的时间延迟、测量外部事件的持续时间或频率等。在很多实际应用中,定时器/计数器都是不可或缺的部件。
5. 中断系统
中断系统是单片机响应外部事件的一种机制。当单片机在执行程序的过程中遇到某个特定事件(如外部中断、定时器溢出等)时,中断系统会暂停当前程序的执行,转而执行与该事件相关的中断服务程序。中断服务程序执行完毕后,单片机会回到被中断的位置继续执行原来的程序。这种机制使单片机能够高效地处理外部事件,同时保证程序的连续性和稳定性。
6. 时钟电路与时序控制
时钟电路是单片机工作的基础,它为单片机的各个部件提供同步的时钟信号。时序控制则负责协调各个部件的工作时序,确保它们在正确的时间点执行相应的操作
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