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单片机小白学步(19) 单片机/计算机系统概述:扩展模块

单片机小白学步 532℃ 0 3年前 (2014-11-13)

本篇简单介绍各种单片机外设模块,目前考虑不全,可能会在后期进一步修改完善。

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前面介绍的核心模块,是微机系统中比较重要甚至是必不可少的。随后又介绍了接口,其中ADC/DAC也是常见的两种模块(这里是指硬件模块)。下面再介绍一些扩展模块,这些模块可以根据需要添加到微机系统中。

扩展存储器/通信接口等

计算机的存储器不够用,可以换更大的存储器。而单片机内部RAM和ROM不够用,则可以在外部用电路芯片进行扩展,51单片机上就有专门的扩展存储器接口。不过现在用的不多,因为集成芯片发展很快,很容易买到内置存储器容量足够的同一系列单片机,反而节省了时间和成本。如果对入门篇中STC单片机的命名还有印象的话,89C52RC中的52和RC就分别表示了单片机内部ROM和RAM的大小。

扩展通信接口既可以认为是接口,也可以认为是模块。例如无线模块可以给单片机扩展出无线接口,实现多个单片机无线通信;蓝牙模块实现单片机和智能手机的通信;USB模块能实现USB操作;而当单片机的IO口不够用时,可以通过芯片扩充IO口,不过这会占用一定的CPU资源,同时降低IO口速度。

输出设备:LED、蜂鸣器、屏幕等

这些大家都不陌生,可以理解成是把数据转换成声音、光等信息,从而传达给人和外界环境的模块。

输入设备:按键、开关、话筒等

和前面的对应,这里的模块则是从环境中收集信息,然后转换成数据方便微机系统处理。

各种芯片外设

很多外设都以芯片的形式实现,例如前面说的扩展存储器、后面会介绍的时钟芯片等。在入门篇中提到,对于一个陌生的芯片,可以查看官方芯片手册学习。后面也会进一步举例说明。

电机

电机也是一种输出设备,按照控制电路输出的信号进行动作。例如微电脑智能洗衣机,就是用微机系统控制电机工作的。很多人喜欢的机器人,也是利用微机系统对电机和机械结构进行控制的。后文也会对此进行介绍。

本篇先简单介绍这些,到后面再进一步详细讲解相关知识和学习方法。

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《单片机小白学步》系列教程(原名《单片机入门指南》)介绍

本系列教程从最基本的入门知识开始,逐步深入介绍单片机系统设计,内容包括:
1、入门篇:单片机等基本概念、各种电子设计基本知识
2、思想篇:单片机/计算机系统设计的工程思想
3、学习篇:单片机学习过程、方法和技巧,以51单片机为例介绍,并推广到其他单片机
4、应用篇:遵循规范的工程方法,设计单片机系统实例(计划设计的系统有:计算器、电子表、密码锁、简易手机,具体看有没有时间再确定)
5、原理篇:从模拟电路、数字电路开始,逐步深入介绍单片机/计算机系统原理,并自行设计简易的CPU(由于个人水平有限,这部分没有把握写好,具体内容视情况而定)

教程特点

1、技术知识点全面,从入门到精通

包含了各种基本知识,尤其是对单片机基本概念的介绍、为什么要用单片机等,在很多同类书籍教程中都被忽略了。同时也包含了一些深入的知识,包括原理篇考虑对单片机的基本原理进行介绍,有助于深入理解单片机。

本系列教程以51单片机为例进行介绍。通过51介绍完单片机的基本知识,我会再把430进行简要介绍,尤其是对比两者之间的优缺点,让大家很快感受到430的巨大优势,而学习51正好为快速了解430打下了坚实的基础。

2、除了单片机知识,还有思想、方法、技巧的介绍

本系列教程中,介绍单片机各种模块编程知识的主要是学习篇,而学习篇只是整个教程的一部分。在学习篇中我会贯穿各种方法技巧,如何理解一些模块功能,怎么看时序图,严格遵守工程思想进行编程,程序发生了错误怎么调试等等。而在思想篇中会总体介绍很多重要的思想,为后面的学习做好准备工作。

3、知识先后顺序的设计

单片机学习过程中,涉及大量的知识,而且很多知识之间相互依赖,关联很强。

本系列教程对知识的先后顺序进行比较明确的规划,尽最大可能符合人的认知过程。但是实际规划时发现,无论怎么调整知识的顺序,总有一些知识之间相互依赖,关系复杂。例如开始讲IO口的时候肯定会提到寄存器,而寄存器这个词的理解,需要深厚的背景知识。但是这些背景知识在没有进行实践的时候也很难理解。

初学者常常就会在这样的地方感觉疑惑不解,不知所措。而每次遇到类似这样的知识,我会向初学者指出,应该如何对待。这个知识是应该自己去学习补充,还是等到学完原理篇再做理解,而现在又应该怎么去看待这个名词。

另外,在整个教程的学习前,需要掌握一定的C语言等基础知识,具体可参考教程第〇篇《序》中的相关说明
http://www.paincker.com/mcu-primer-0

4、语言通俗易懂

本系列教程力求语言通俗易懂,而不会用一堆新手不懂的词语去解释另一个不懂的词语。但是受限于个人语言表达能力,可能有些地方表述的比较繁琐,或者不清楚,希望大家能够帮忙指出。

其他问题

如果觉得我写的对你有帮助,欢迎多多反馈,包括写的不正确、不合理、不太明白都可以指出来,这样方便我对其进行完善。

更多可参见:《如何以学习单片机为契机,逐步成为优秀的工程师》
http://www.paincker.com/mcu-engineer

本系列教程首发于我的个人主页,欢迎访问(由于是国外服务器,速度稍微有点慢):
http://www.paincker.com/category/hacker/mcu-primer

同时会将其转发到CSDN、电子发烧友等站点,欢迎关注。
CSDN专栏网址 http://blog.csdn.net/column/details/mcu-introduction.html
电子发烧友论坛 http://bbs.elecfans.com/zhuti_mcu_1.html

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