單片機小白學步系列(十九) 單片機/計算機系統概述:擴展模塊

本篇簡單介紹各種單片機外設模塊,目前考慮不全,可能會在後期進一步修改完善。

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前面介紹的核心模塊,是微機系統中比較重要甚至是必不可少的。隨後又介紹了接口,其中ADC/DAC也是常見的兩種模塊(這裏是指硬件模塊)。下面再介紹一些擴展模塊,這些模塊可以根據需要添加到微機系統中。

擴展存儲器/通信接口等

計算機的存儲器不夠用,可以換更大的存儲器。而單片機內部RAM和ROM不夠用,則可以在外部用電路芯片進行擴展,51單片機上就有專門的擴展存儲器接口。不過現在用的不多,因爲集成芯片發展很快,很容易買到內置存儲器容量足夠的同一系列單片機,反而節省了時間和成本。如果對入門篇中STC單片機的命名還有印象的話,89C52RC中的52和RC就分別表示了單片機內部ROM和RAM的大小。

擴展通信接口既可以認爲是接口,也可以認爲是模塊。例如無線模塊可以給單片機擴展出無線接口,實現多個單片機無線通信;藍牙模塊實現單片機和智能手機的通信;USB模塊能實現USB操作;而當單片機的IO口不夠用時,可以通過芯片擴充IO口,不過這會佔用一定的CPU資源,同時降低IO口速度。

輸出設備:LED、蜂鳴器、屏幕等

這些大家都不陌生,可以理解成是把數據轉換成聲音、光等信息,從而傳達給人和外界環境的模塊。

輸入設備:按鍵、開關、話筒等

和前面的對應,這裏的模塊則是從環境中收集信息,然後轉換成數據方便微機系統處理。

各種芯片外設

很多外設都以芯片的形式實現,例如前面說的擴展存儲器、後面會介紹的時鐘芯片等。在入門篇中提到,對於一個陌生的芯片,可以查看官方芯片手冊學習。後面也會進一步舉例說明。

電機

電機也是一種輸出設備,按照控制電路輸出的信號進行動作。例如微電腦智能洗衣機,就是用微機系統控制電機工作的。很多人喜歡的機器人,也是利用微機系統對電機和機械結構進行控制的。後文也會對此進行介紹。

本篇先簡單介紹這些,到後面再進一步詳細講解相關知識和學習方法。

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《單片機小白學步》系列教程(原名《單片機入門指南》)介紹

本系列教程從最基本的入門知識開始,逐步深入介紹單片機系統設計,內容包括:
1、入門篇:單片機等基本概念、各種電子設計基本知識
2、思想篇:單片機/計算機系統設計的工程思想
3、學習篇:單片機學習過程、方法和技巧,以51單片機爲例介紹,並推廣到其他單片機
4、應用篇:遵循規範的工程方法,設計單片機系統實例(計劃設計的系統有:計算器、電子錶、密碼鎖、簡易手機,具體看有沒有時間再確定)
5、原理篇:從模擬電路、數字電路開始,逐步深入介紹單片機/計算機系統原理,並自行設計簡易的CPU(由於個人水平有限,這部分沒有把握寫好,具體內容視情況而定)

教程特點

1、技術知識點全面,從入門到精通

包含了各種基本知識,尤其是對單片機基本概念的介紹、爲什麼要用單片機等,在很多同類書籍教程中都被忽略了。同時也包含了一些深入的知識,包括原理篇考慮對單片機的基本原理進行介紹,有助於深入理解單片機。

本系列教程以51單片機爲例進行介紹。通過51介紹完單片機的基本知識,我會再把430進行簡要介紹,尤其是對比兩者之間的優缺點,讓大家很快感受到430的巨大優勢,而學習51正好爲快速瞭解430打下了堅實的基礎。

2、除了單片機知識,還有思想、方法、技巧的介紹

本系列教程中,介紹單片機各種模塊編程知識的主要是學習篇,而學習篇只是整個教程的一部分。在學習篇中我會貫穿各種方法技巧,如何理解一些模塊功能,怎麼看時序圖,嚴格遵守工程思想進行編程,程序發生了錯誤怎麼調試等等。而在思想篇中會總體介紹很多重要的思想,爲後面的學習做好準備工作。

3、知識先後順序的設計

單片機學習過程中,涉及大量的知識,而且很多知識之間相互依賴,關聯很強。

本系列教程對知識的先後順序進行比較明確的規劃,盡最大可能符合人的認知過程。但是實際規劃時發現,無論怎麼調整知識的順序,總有一些知識之間相互依賴,關係複雜。例如開始講IO口的時候肯定會提到寄存器,而寄存器這個詞的理解,需要深厚的背景知識。但是這些背景知識在沒有進行實踐的時候也很難理解。

初學者常常就會在這樣的地方感覺疑惑不解,不知所措。而每次遇到類似這樣的知識,我會向初學者指出,應該如何對待。這個知識是應該自己去學習補充,還是等到學完原理篇再做理解,而現在又應該怎麼去看待這個名詞。

另外,在整個教程的學習前,需要掌握一定的C語言等基礎知識,具體可參考教程第〇篇《序》中的相關說明
http://www.hainter.com/mcu-primer-0

4、語言通俗易懂

本系列教程力求語言通俗易懂,而不會用一堆新手不懂的詞語去解釋另一個不懂的詞語。但是受限於個人語言表達能力,可能有些地方表述的比較繁瑣,或者不清楚,希望大家能夠幫忙指出。

其他問題

如果覺得我寫的對你有幫助,歡迎多多反饋,包括寫的不正確、不合理、不太明白都可以指出來,這樣方便我對其進行完善。

更多可參見:《如何以學習單片機爲契機,逐步成爲優秀的工程師》
http://www.hainter.com/mcu-engineer

本系列教程首發於我的個人主頁,歡迎訪問(由於是國外服務器,速度稍微有點慢):
http://www.hainter.com/category/hacker/mcu-primer

同時會將其轉發到CSDN、電子發燒友等站點,歡迎關注。
CSDN專欄網址 http://blog.csdn.net/column/details/mcu-introduction.html
電子發燒友論壇 http://bbs.elecfans.com/zhuti_mcu_1.html


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