单片机的内容非常多,本文主要讲解单片机的选型问题,一般需要从以下这几个方面来选择单片机的内部功能和封装形式。 第一是存储器,单片机的存储器可分为程序存储器ROM和数据存储器RAM,ROM的种类和及适用场合如下图所示。研发阶段一般选用FlashROM单片机以提高开发速度,ROM的容量可根据程序的大小来确定,对于8位单片机,片内ROM的最大容量为64KB ,不够时可以扩展片外ROM。数据存储器是程序在运行中存放临时数据的,一般RAM掉电后数据即丢失,如果要保存关键数据的话,选用EEPROM或者支持IAP的单片机,IAP是什么意思呢?这里对ISP和IAP做一个比较,ISP在系统编程,是指不同把芯片拆下来,直接在板级上进行编辑,也就是写的是整个程序,一般是通过ISP接口线来写。ISP程序需要升级的话要去现场处理,好处是不用拆机器了。IAP在应用编程,虽然同样都是在板级上进行编程,但是是在应用中进行编程,指示更改某一部分而不影响系统的其他本分,另外接口程序是自己写的,假如IAP有网管系统的话,就能进行远程升级并且不会影响应用,这样的话就不要人到现场了。对于8位单片机的RAM的容量,常见的有128B和256B。最大容量不会超过64KB。这里注意,目前扩展的片外RAM大多集成在片内,但是仍然叫片外RAM,沿用之前的叫法。
第二是运行速度,单片机的运行速度要综合三个方面来看,一是时钟频率,大部分情况下,对于同一结构的单片机,时钟频率越高速度越快。时钟频率常选用6MHz、12MHz或用于串行通信的11.0592MHz。二是CPU结构,RISC精简指令集结构比CISC复杂指令集结构的速度要快。单片机CPU多采用精简指令集结构。三是机器周期与时钟周期的关系,同一种结构、同一种时钟频率的单片机,机器周期与时钟周期之比越小速度越快。由于单片机的稳定性、抗干扰性及功耗等参数,基本上是跟速度成反比的,所以不需要片面追求高速度。 第三是I/O口,I/O口的数量和功能是选用单片机时首先要考虑的问题之一,根据实际需要确定数量,I/O口多余不仅芯片的体积增大,同时也会增加成本。 第四是定时/计数器,确定定时/计数器个数,多数单片机提供2~3个,选用特殊功能模块简化软件设计,缩减COU资源的占用,如输入捕获、输出比较和PWM(脉冲宽度调制)功能,很多单片机都具备有看门狗定时器(WDT),能够在单片机死机之后自动进行复位,这里一般根据自己的实际需要和要求进行选择,不要执意追求功能多样。 第五是串行接口,单片机最常见的串行接口为标准UART接口、增强型UART接口、I2C总线接口、CAN总线接口、SPI接口和USB接口等,如果系统只用一个单片机芯片时,UART接口或者USB接口通常用来和计算机通信,不需要和计算机通信时可以不用,SPI接口可用来RSP编程,当你没有编程器时尽量选用带这种借口的单片机,SPI接口也可以和其他外设进行高速串行通信。I2C总线是一种两线、双向、可多主机操作的同步总线,I2C总线属于工业标准,在各类电子产品中都等到广泛的应用,生活中常用的彩色电视机其实就是使用I2C总线来设置参数。通常情况下使用最多的是UART接口,其他接口可以根据自身的需要选择。 第六是工作电压、功耗,单片机的工作电压最低可以达到1.8v,最高为6V,常见的是3v和5V,单片机的功耗参数主要是指正常模式、空闲模式、掉电模式下的工作电流,用电池供电的系统要选择用电流小的产品,同时要考虑是否要用到单片机的掉电模式,如果要用的话必须要选择有相应功能的单片机。
第七是封装形式,常见的封装形式有DIP双列直插式封装、PLCC,PLLC要对应插座、QFP四侧引脚扁平封装、SOP双列小外形贴片丰封装等,做实验时一般选用DIP封装。 第八是抗干扰性、保密性,抗干扰性能对于选型来说非常关键,特别是应用于干扰比较大的工业领域时更应该如此,单片机加密后的保密性能也要好,这样能够提高自身知识产权的安全性。除了考虑内部功能和封装形式外,单片机选型还需要考虑很多外部情况 |