什么是可編程控制器呢？可編程邏輯控制器(PLC)使用一種可編程存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)程序，執(zhí)行面向用戶的指令，如邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算，并通過(guò)數(shù)字或模擬輸入/輸出控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)

什么是可編程控制器呢？

可編程邏輯控制器(PLC)使用一種可編程存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)程序，執(zhí)行面向用戶的指令，如邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算，并通過(guò)數(shù)字或模擬輸入/輸出控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，PLC就是一臺(tái)用于工業(yè)控制的微型計(jì)算機(jī)，它也有電源、CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出模塊、通信模塊、功能模塊等部件。，其功能類(lèi)似于計(jì)算機(jī)。它根據(jù)邏輯配置收集信息和計(jì)算后輸出結(jié)果。

微控制器原理及應(yīng)用如何編程？

微控制器是單片微型計(jì)算機(jī)，它把微型計(jì)算機(jī)的主要部件集成在一個(gè)芯片上。微控制器誕生于70年代中期。經(jīng)過(guò)20年的發(fā)展，它的成本越來(lái)越低，性能越來(lái)越強(qiáng)，這使得它在各個(gè)領(lǐng)域得到應(yīng)用。例如電機(jī)控制、條形碼閱讀器/掃描儀、消費(fèi)電子、游戲設(shè)備、、暖通空調(diào)、樓宇安防和門(mén)禁、工業(yè)控制和自動(dòng)化、白色家電(洗衣機(jī)、微波爐)。本文主要介紹了微控制器的應(yīng)用和工作原理，包括微控制器的種類(lèi)；微控制器和微處理器的區(qū)別；或世界 美國(guó)頂級(jí)微控制器制造商。

根據(jù)Wiki，微控制器(或微控制器單元的MCU)是位于單個(gè)集成電路上的小型計(jì)算機(jī)。用現(xiàn)代的話來(lái)說(shuō)，它類(lèi)似于片上系統(tǒng)或SoC，但沒(méi)有后者復(fù)雜。SoC可以包括微控制器作為其組件之一。微控制器包括一個(gè)或多個(gè)CPU(處理器內(nèi)核)，以及內(nèi)存和可編程輸入/輸出外設(shè)。鐵電ram、NOR閃存或OTP ROM形式的程序存儲(chǔ)器通常也包括在芯片上，以及少量RAM。與個(gè)人電腦或其他由各種分立芯片組成的通用應(yīng)用中使用的微處理器相比，微控制器是為嵌入式應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。單片機(jī)用于自動(dòng)控制產(chǎn)品和設(shè)備，如汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、植入式醫(yī)療設(shè)備、遙控器、辦公機(jī)器、設(shè)備、電動(dòng)工具、玩具等嵌入式系統(tǒng)。與使用單個(gè)微處理器、存儲(chǔ)器和輸入/輸出設(shè)備的設(shè)計(jì)相比，通過(guò)減小尺寸和成本，微控制器使得數(shù)字控制更多設(shè)備和過(guò)程變得經(jīng)濟(jì)。混合信號(hào)微控制器非常常見(jiàn)，它集成了控制非數(shù)字電子系統(tǒng)所需的模擬組件。

微控制器功能

微控制器具有以下主要功能:

分析微控制器的工作原理、類(lèi)型和應(yīng)用。

(1)可靠性好。由于微控制器的所有功能元件都集成在芯片上，特別是存儲(chǔ)器集成在芯片上，布線短，大部分?jǐn)?shù)據(jù)在芯片內(nèi)部傳輸，不易受外界干擾，增強(qiáng)了抗干擾能力，使系統(tǒng)運(yùn)行更加可靠。所以可靠性明顯優(yōu)于一般的c。PU系統(tǒng)。

(2)強(qiáng)大的控制功能。為了滿足工業(yè)控制的要求，通用微控制器的指令系統(tǒng)具有豐富的條件轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)移指令、I/O口邏輯運(yùn)算和位處理功能。一般微控制器的邏輯控制功能和運(yùn)行速度都高于同級(jí)別的CPU。

(3)易于擴(kuò)展。有許多三總線和并行和串行輸入/輸出引腳可供擴(kuò)展，因此很容易形成各種規(guī)模的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。

(4)一般的微控制器中沒(méi)有監(jiān)控程序或系統(tǒng)管理軟件，所以開(kāi)發(fā)需要相應(yīng)的仿真系統(tǒng)。

單片機(jī)型

微控制器可分為普通單片機(jī)和數(shù)字信號(hào)處理單片機(jī)(DSP)兩大類(lèi)。

按字長(zhǎng)來(lái)說(shuō)，目前常見(jiàn)的單片機(jī)是4到32。功能強(qiáng)大，適合不同場(chǎng)合。世界上大多數(shù)最大的半導(dǎo)體公司都有自己的微控制器。

8051單片機(jī)

它是一個(gè)40引腳微控制器，Vcc為5V，連接到引腳40，而Vss的引腳20保持在0V。并且具有P1.0-P1.7的輸入輸出端口，具有開(kāi)漏功能。Port3還有其他功能。引腳36處于開(kāi)漏狀態(tài)，引腳17上拉微控制器內(nèi)部的晶體管。當(dāng)在端口1上施加邏輯1時(shí)，在端口21上獲得邏輯1，反之亦然。微控制器的編程非常復(fù)雜?；旧希覀冇肅語(yǔ)言編寫(xiě)程序，然后將其轉(zhuǎn)換為微控制器可以理解的機(jī)器語(yǔ)言。復(fù)位引腳連接到引腳9，引腳9連接到電容器。當(dāng)開(kāi)關(guān)接通時(shí)，電容器開(kāi)始充電，RST為高。向reset引腳施加高電平將復(fù)位微控制器。如果將邏輯0應(yīng)用于此引腳，程序?qū)念^開(kāi)始執(zhí)行。

8051的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)

8051的存儲(chǔ)器分為兩部分:程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。程序存儲(chǔ)器存儲(chǔ)正在執(zhí)行的程序，而數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器臨時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和結(jié)果。8051已經(jīng)在多種設(shè)備中使用，主要是因?yàn)樗子诩傻皆O(shè)備中。微控制器主要用于能源管理、觸摸屏、汽車(chē)和醫(yī)療設(shè)備。

8051的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

8051微控制器引腳描述

40號(hào)針腳:VCC是5V DC的主電源。

引腳20:VSS–表示接地(0 V)連接。

引腳32-39:稱(chēng)為端口0(P0.0至P0.7)，用作I/O端口。

引腳31:數(shù)據(jù)鎖存使能(ALE)用于解復(fù)用端口0的地址數(shù)據(jù)信號(hào)。

引腳30: (ea)外部訪問(wèn)輸入用于啟用或禁用外部存儲(chǔ)器接口。如果沒(méi)有外部存儲(chǔ)器要求，此引腳始終為高電平。

引腳29:程序存儲(chǔ)器使能(PSEN)用于從外部程序存儲(chǔ)器讀取信號(hào)。

引腳21-28:稱(chēng)為端口2(P 2.0至P 2.7)-除了用作I/O端口，高階地址總線信號(hào)也與準(zhǔn)雙向端口多路復(fù)用。

針腳18和19:用于連接外部晶體振蕩器以提供系統(tǒng)時(shí)鐘。

引腳10–17:該端口還具有其他功能，如中斷、定時(shí)器輸入以及外部存儲(chǔ)器和讀寫(xiě)接口的控制信號(hào)。這是一個(gè)具有內(nèi)部上拉功能的準(zhǔn)雙向端口。

引腳9:這是一個(gè)復(fù)位引腳，用于在單片機(jī)工作或應(yīng)用程序啟動(dòng)時(shí)，將8051單片機(jī)設(shè)置為初始值。RESET引腳必須在兩個(gè)機(jī)器周期內(nèi)設(shè)為高電平。

引腳1–8:此端口沒(méi)有其他功能。端口1是一個(gè)準(zhǔn)雙向I/O端口。

微控制器嵌入在設(shè)備中以控制產(chǎn)品的動(dòng)作和功能。因此，它們也可以被稱(chēng)為嵌入式控制器。他們運(yùn)行一個(gè)專(zhuān)用于某項(xiàng)任務(wù)的特定程序。它們是低功耗器件，配有專(zhuān)用輸入設(shè)備和小型LED或LCD顯示輸出。微控制器可以從它們控制的設(shè)備獲得輸入，并通過(guò)向設(shè)備的不同部分發(fā)送設(shè)備信號(hào)來(lái)保持控制。電視的微控制器就是一個(gè)很好的例子。它從遙控器接收輸入，并在電視屏幕上輸出。

和傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)一樣，微控制器依靠不同的功能來(lái)完成工作。這些功能包括:

內(nèi)存儲(chǔ)器

RAM用于存儲(chǔ)微控制器工作時(shí)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和其他結(jié)果。然而，一旦微控制器的電源被切斷，它將不會(huì)永久存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，其記憶將會(huì)丟失。RAM包含一個(gè)特殊功能寄存器(SFR)。這是微控制器制造商提供的預(yù)配置內(nèi)存。它控制特定電路的行為，例如串行通信和模數(shù)轉(zhuǎn)換器。

只讀存儲(chǔ)器

作為程序執(zhí)行的特殊任務(wù)，微控制器存儲(chǔ)在ROM(只讀存儲(chǔ)器)中，永遠(yuǎn)不會(huì)改變。ROM讓微控制器知道某些動(dòng)作應(yīng)該觸發(fā)特定的響應(yīng)。例如，ROM讓電視的微控制器知道按下頻道按鈕將改變屏幕上的顯示。存儲(chǔ)在ROM中的程序的大小取決于ROM的大小。一些微控制器接受以外部芯片的形式添加ROM，而另一些微控制器具有內(nèi)置ROM。

程序計(jì)數(shù)器

程序計(jì)數(shù)器允許小型計(jì)算機(jī)根據(jù)一系列不同的程序指令執(zhí)行程序。每執(zhí)行一行指令，程序計(jì)數(shù)器就加1。這有助于跟蹤計(jì)數(shù)器在代碼行中的位置。

輸入和輸出

與由鼠標(biāo)或鍵盤(pán)控制的計(jì)算機(jī)不同，微控制器有一種獨(dú)特的通過(guò)輸入和輸出與人互動(dòng)的。微控制器上的典型輸入和輸出設(shè)備包括LED顯示屏、開(kāi)關(guān)和傳感器，以確定濕度、溫度和亮度。大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)沒(méi)有用于直接人機(jī)交互的屏幕或鍵盤(pán)。相反，微控制器有各種輸入和輸出引腳或GPIO，它們針對(duì)不同的輸入和輸出設(shè)備進(jìn)行配置。

例如，您可以將一個(gè)引腳配置為微控制器的輸入，微控制器通過(guò)感測(cè)溫度來(lái)工作，而將另一個(gè)引腳配置為輸出，并連接到基于預(yù)設(shè)溫度的恒溫器。設(shè)置觸發(fā)空調(diào)或加熱器的開(kāi)和關(guān)。設(shè)置溫度范圍。輸入和輸出動(dòng)態(tài)是完全機(jī)器對(duì)機(jī)器的，可以在沒(méi)有人類(lèi)直接交互的情況下做出決策。