一、认识单片机 1、单片机是什么?
单片机是微型计算机,英文简称MCU,全称Microcontrller Unit,又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)。
2、定义 单片机是一种集成电路芯片,采用超大规模集成电路技术把中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
3、单片机的特点 实用性强,体积小,功耗低,价格低,应用广泛,软件更贴近硬件,无自开发能力,需要借用开发系统进行软硬件仿真调试。
4、单片机的基本组成
5、单片机常见英文缩写 随机存储器----RAM 只读存储器----ROM 可编程只读存储器----PROM,现在也称OTP 可改写的只读存储器----EPROM 可电擦写存储器----EEPROM 闪存存储器----FLASH MEMORY 中央处理器----CPU 输入输出----I/O 模数转换----ADC 数模转换----DAC 脉冲宽度调制----PWM 总线----BUS 程序计数器----PC 堆栈指针----SP 6、单片机的应用 仪器仪表、工业控制、家用电器、网络通信、汽车电子、电子玩具、医疗设备、航空航天等。
7、单片机的分类 ①按位数分类:4位 8位 16位 32位等等 ②按处理器内核分类:51单片机 PIC单片机 AVR单片机 MSP430单片机 ARM单片机等 ③按不同厂家分类:ST Microchip Atmel Ti Freescale GigaDevice等 ④按功能分类:通用型 专用型(比如电机控制专用、音乐播放专用等) 8、单片机的选型 ①选级别:民用、工业还是汽车级 ②引脚数目和功能:满足设计使用要求 ③选性价比高的单片机:商业角度 ④选主流单片机:使用的人多好交流 ⑤熟悉的单片机:开发时间短 ⑥最新的单片机:防淘汰 ⑦货源方便的单片机:先到手才是最好的 ⑧开发工具好的单片机:工具好才是真的好 ⑨以上需综合考虑 9、单片机的最小系统 单片机的最小系统是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统。
二、硬件基础知识 1、电阻 电阻(Resistor)是电子电路中最基础的被动元件之一,主要用于限制电流、分压、分流、调节信号电平等。
以下是电阻的详细作用及分类: (1)电阻的主要作用 ①限流:限制电流大小,防止元器件因电流过大而损坏(如LED限流电阻)。
②分压 :与其它电阻组成分压电路,提供不同的电压(如电位器调节电压)。
③分流:并联在电路中,分担部分电流(如电流检测电阻)。
④信号调节:用于阻抗匹配、信号衰减或增益控制(如音频电路中的音量调节)。
⑤上拉/下拉:在数字电路中,确保信号线的稳定状态(如I²C总线的上拉电阻)。
⑥发热(特殊用途):利用电阻的发热特性,用于电热设备(如电热丝、加热电阻)。
(2)电阻的分类 ①按材料分类 类型特点典型应用碳膜电阻成本低,精度一般(±5%),温度稳定性一般通用电路、消费电子金属膜电阻精度高(±1%~±0.1%),温度稳定性好,噪声低精密仪器、音频电路金属氧化膜电阻耐高温、功率大,适用于大电流场合电源电路、功率电子线绕电阻高功率、低温度系数,但体积大,有电感效应大功率负载、工业设备厚膜/薄膜电阻高精度(±0.01%),用于精密测量测试设备、医疗电子贴片电阻(SMD)体积小,适用于高密度PCB手机、电脑、现代电子设备 ②按阻值是否可变分类 固定电阻:阻值不可调整(如碳膜电阻、金属膜电阻)。
可变电阻(电位器):阻值可手动调节(如音量旋钮)。
敏感电阻(特殊电阻):阻值随环境变化(如热敏电阻、光敏电阻)。
③按用途分类 类型特点典型应用通用电阻标准阻值,用于一般电路电源、信号处理精密电阻耐高温、大功率(1W~100W+)低温度漂移 测量仪器、ADC/DAC电路功率电阻耐高温、大功率(1W~100W+)电源、电机驱动高压电阻耐高压(>1kV),用于高压电路电源、医疗设备保险电阻过流时熔断,保护电路电源保护 ④敏感电阻(特殊电阻) 类型特点典型应用热敏电阻阻值随温度变化(NTC/PTC)温度传感器、过流保护光敏电阻阻值随光照强度变化光控开关、自动亮度调节压敏电阻阻值随电压变化,用于过压保护防雷击、电源保护湿敏电阻阻值随湿度变化湿度传感器 (3)关键参数 ①阻值(R):单位欧姆(Ω),决定电流限制能力。
②功率(W):决定电阻能承受的最大功率(如1/4W、1W、5W)。
③精度(%):如±5%、±1%、±0.1%。
④温度系数(ppm/℃):衡量阻值随温度变化的稳定性。
(4)选型建议 ①普通电路:碳膜电阻或金属膜电阻(低成本)。
②精密电路:金属膜电阻或薄膜电阻(高精度)。
③大功率应用:金属氧化膜电阻或线绕电阻。
④高频电路:低寄生电感的贴片电阻(如SMD)。
⑤传感器应用:热敏、光敏等敏感电阻。
(5)欧姆定律 ①定义:欧姆定律 是电学中的基本定律之一,描述了 电压(U)、电流(I) 和 电阻(R) 三者之间的关系。
其核心内容为: 公式表达: U=I×R 其中:U 表示电压(单位:伏特,V), I 表示电流(单位:安培,A),R 表示电阻(单位
