单片机在控制应用领域中有如下几方面的优点。
(1)体积小,成本低,运用灵活,易于产品化,能方便地组成各种智能化的控制设备和仪器,做到机、电、仪一体化。
(2)面向控制,能针对性地解决从简单到复杂的各类控制任务,因此能获得最佳的性能价格比。
(3)抗干扰能力强,适应温度范围宽,在各种恶劣的环境下都能可靠地工作,这是其他机种无法比拟的。
(4)可以方便地实现多机和分布式控制,使整个控制系统的效率和可靠性大为提高。由于单片机具有体积小、功耗低、可靠性高、控制功能强等优点,因此广泛应用于国民经济的各个领域,对各行各业的技术改造和产品更新换代起到了重要的推动作用。
单片机的应用大致可分为以下几个方面。
单片机体积小,可以把它做到产品的内部,取代部分老式机械零件或电子元器件,缩小产品体积,增强功能,实现不同程度的智能化,这是其他任何类型计算机都无法比拟的。
(1)日常生活中的单片机电器产品。
· 电子秤:这是出现最早、最典型的一种单片机应用产品。内装8039接收信息,计价处理时能立即显示单价、售价,在菜场、商店里获得了广泛应用。
· 电脑缝纫机:用单片机代替了传统机械凸轮花样控制,不仅简化了机械结构,减少了加工工序和设备,而且使缝纫机性能大大提高,能提供许多老式缝纫机无法提供的缝纫花样。
· 便携式心率监护仪:采用8031单片机,能判断心动过缓、心动过速、停搏、漏搏等异常心率,发出报警。
· 高级玩具:单片机使玩具智能化,有很大的潜力,尤其是在国际市场需求量较大。
此外,电冰箱、彩色电视机、洗衣机、照相机、录像机、家用防盗报警器等许多产品中都有单片机的用武之地。
(2)单片机在计算机外部设备中的应用。
· WP2微型打印机:内部采用8035单片微机控制,带有小型汉字库(含114个汉字),能打印汉字(11×11点阵),可与一般的4位或8位微机配接,通信方式简单。
· 软盘驱动器:采用8048单片机,存放了64种速度值,片内RAM中有磁道寄存器、制动计数器,能控制磁带的寻道和定位。
· 硬盘驱动器:以8748为主控部件,控制主轴电机的启动和停止,实现电机精确定位,使硬盘驱动器小型化和智能化。
(3)智能化的仪器仪表。
这是国内目前单片机应用最多、最活跃的领域。在各类仪器仪表中(包括温度、湿度、流量、流速、电压、频率、功率、厚度、角度、长度、硬度、元素测定等)引入单片机,使仪器仪表数字化、智能化、微型化,功能大大提高。
单片机I/O线多、位指令丰富、逻辑操作能力强,特别适用于实时控制,既可作单级控制,又可作多级控制的前沿处理机,应用领域相当广泛。用单片机可以构成各种工业测控系统、自适应控制系统、数据采集系统等。例如,MCS-51单片机控制电镀生产线、温室人工气候、报警系统、IBM-PC和单片机组成的二级计算机控制系统等。在汽车工业也有着广泛的应用,如汽车点火、反锁制动、牵引、转向等控制都是采用单片机实现的。
MCS系列单片机具有通信接口,为单片机在计算机网络与通信设备中的应用提供了良好的条件。例如,MCS系列单片机控制的串行自动呼叫应答系统、列车无线通信系统、MCS-51单片机控制的无线遥控系统等。
当然,要开发一套好的单片机应用系统,不但要掌握单片机硬件和软件方面的知识,而且还要深入了解各应用系统的专业知识,只有将这两方面的知识融会贯通并有机结合,才能设计出优良的应用系统。
(1)计算机的硬件系统由哪几个部分组成?各部分的作用如何?
(2)单片机CPU由哪些主要部件组成?运算器的主要功能是什么?控制器的主要功能是什么?
(3)某台微型机的内存为32MB,则其可以存储多少个字节的信息?
(4)将下列十进制数分别转换成对应的二进制数。
407 13 –7 -55 0.0625 5
(5)将下列二进制数分别转换成对应的十进制数。
(101)2 (11.11)2 (110.0101)2 (11111111)2
(6)简述单片微型计算机的主要特点。
(7)举例说明单片机在工业领域中的应用。