【大學(xué)課件】單片機i方C串行總線的應(yīng)用 基本知識儲存器

單片機的i方C串行總線應(yīng)用歡迎來到單片機i方C串行總線應(yīng)用的課程！本課程將深入講解單片機的基本結(jié)構(gòu)、i方C串行總線的特點以及單片機存儲器的分類和應(yīng)用。我們將通過案例學(xué)習(xí)和實踐操作，幫助您掌握單片機i方C串行總線的核心知識和應(yīng)用技巧。單片機的特點與優(yōu)勢體積小巧單片機體積小巧，易于集成到各種電子設(shè)備中，節(jié)省空間和成本。功能強大單片機具有強大的運算和控制能力，能夠執(zhí)行各種復(fù)雜的程序邏輯。靈活易用單片機可根據(jù)不同的應(yīng)用需求進行靈活編程，實現(xiàn)多種功能?？煽啃愿邌纹瑱C具有較高的可靠性和穩(wěn)定性，能夠在惡劣環(huán)境下可靠運行。單片機的基本結(jié)構(gòu)中央處理器（CPU）負(fù)責(zé)執(zhí)行程序指令，控制整個單片機的運行。存儲器用來存儲程序和數(shù)據(jù)，包括片內(nèi)RAM、ROM、片外擴展存儲器等。輸入/輸出（I/O）接口用于接收外部信號，控制外部設(shè)備，例如LED、電機、傳感器等。時鐘電路為單片機提供工作時鐘信號，控制單片機的運行速度。i方C串行總線的特點1同步通信發(fā)送和接收雙方采用相同的時鐘信號，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐叫浴?雙向通信數(shù)據(jù)可以在兩個方向上傳輸，支持雙向的數(shù)據(jù)交換。3串行傳輸數(shù)據(jù)以串行方式傳輸，減少了信號線數(shù)量，提高了系統(tǒng)集成度。4低成本i方C總線使用簡單的協(xié)議，減少了硬件成本，易于實現(xiàn)。i方C串行總線的時序和信號1起始信號（Start）2數(shù)據(jù)傳輸3應(yīng)答信號（ACK）4停止信號（Stop）單片機與i方C總線的接口SDA數(shù)據(jù)線用于傳輸數(shù)據(jù)，支持雙向通信。SCL時鐘線用于同步發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐叫?。單片機的存儲器分類1存儲器2片內(nèi)存儲器3片外存儲器4RAM5ROM單片機內(nèi)部存儲器RAM隨機存取存儲器，用于存儲程序和數(shù)據(jù)，可讀寫，但斷電后數(shù)據(jù)會丟失。ROM只讀存儲器，用于存儲程序，數(shù)據(jù)只能讀取，不可修改，斷電后數(shù)據(jù)不會丟失。單片機內(nèi)部存儲器的訪問CPU發(fā)出存儲器訪問指令地址總線傳輸存儲器地址數(shù)據(jù)總線傳輸數(shù)據(jù)控制總線控制存儲器讀寫操作單片機的片內(nèi)RAM1容量一般為幾十KB到幾百KB。2速度訪問速度快，通常為納秒級。3易用性可直接由CPU訪問，無需額外的接口電路。單片機片內(nèi)RAM的特點速度快片內(nèi)RAM直接與CPU連接，訪問速度快。容量小片內(nèi)RAM的容量有限，通常為幾十KB到幾百KB。易失性片內(nèi)RAM斷電后數(shù)據(jù)會丟失。單片機片內(nèi)RAM的訪問方式1地址譯碼2數(shù)據(jù)傳輸3控制信號單片機的片內(nèi)ROM1容量一般為幾KB到幾百KB。2速度訪問速度相對片內(nèi)RAM慢，通常為微秒級。3不可修改片內(nèi)ROM的數(shù)據(jù)只能讀取，不能修改。單片機片內(nèi)ROM的特點速度慢片內(nèi)ROM訪問速度相對片內(nèi)RAM慢。非易失性片內(nèi)ROM斷電后數(shù)據(jù)不會丟失。只讀性片內(nèi)ROM的數(shù)據(jù)只能讀取，不能修改。單片機片內(nèi)ROM的訪問方式1地址譯碼2數(shù)據(jù)傳輸3控制信號單片機的擴展存儲器SRAM靜態(tài)隨機存取存儲器，速度快，但成本高，斷電后數(shù)據(jù)會丟失。EPROM可擦除可編程只讀存儲器，一次性編程，可反復(fù)擦除，斷電后數(shù)據(jù)不會丟失。EEPROM電可擦除可編程只讀存儲器，可多次編程，斷電后數(shù)據(jù)不會丟失。Flash閃存存儲器，可多次編程，擦除速度快，斷電后數(shù)據(jù)不會丟失。單片機擴展存儲器的種類1擴展存儲器2SRAM3EPROM4EEPROM5FlashSRAM擴展存儲器的特點1速度訪問速度快，通常為納秒級。2易失性斷電后數(shù)據(jù)會丟失。3成本成本相對較高。SRAM擴展存儲器的接口地址線用于選擇訪問存儲器的具體單元。數(shù)據(jù)線用于傳輸數(shù)據(jù)，支持雙向通信。控制信號用于控制存儲器的讀寫操作。EPROM擴展存儲器的特點1非易失性斷電后數(shù)據(jù)不會丟失。2可擦除可使用紫外線擦除數(shù)據(jù)。3一次性編程只能編程一次，編程后不可修改。EPROM擴展存儲器的接口地址線用于選擇訪問存儲器的具體單元。數(shù)據(jù)線用于傳輸數(shù)據(jù)，支持單向通信。控制信號用于控制存儲器的讀寫操作。EEPROM擴展存儲器的特點1非易失性斷電后數(shù)據(jù)不會丟失。2可多次編程可多次擦除和寫入數(shù)據(jù)。3速度慢訪問速度相對SRAM慢。EEPROM擴展存儲器的接口地址線用于選擇訪問存儲器的具體單元。數(shù)據(jù)線用于傳輸數(shù)據(jù)，支持雙向通信?？刂菩盘栍糜诳刂拼鎯ζ鞯淖x寫操作。Flash擴展存儲器的特點1非易失性斷電后數(shù)據(jù)不會丟失。2可多次編程可多次擦除和寫入數(shù)據(jù)。3速度快訪問速度相對EEPROM快。Flash擴展存儲器的接口地址線用于選擇訪問存儲器的具體單元。數(shù)據(jù)線用于傳輸數(shù)據(jù)，支持雙向通信?？刂菩盘栍糜诳刂拼鎯ζ鞯淖x寫操作。擴展存儲器的訪問方式1CPU發(fā)出存儲器訪問指令2地址總線傳輸存儲器地址3數(shù)據(jù)總線傳輸數(shù)據(jù)4控制總線控制存儲器讀寫操作擴展存儲器的地址分配典型單片機存儲器的應(yīng)用實例應(yīng)用實例一使用EEPROM存儲用戶配置信息，例如密碼、系統(tǒng)參數(shù)等。應(yīng)用實例二使用Flash存儲程序代碼和數(shù)據(jù)，例如音樂播放器、圖像識別系統(tǒng)等。應(yīng)用實例三使用SRAM存儲臨時數(shù)據(jù)，例如傳感器數(shù)據(jù)、計算結(jié)果等。單片機存儲器的對比與選擇存儲器類型速度容量易失性成本片內(nèi)RAM快小易失低片內(nèi)ROM慢小非易失低SRAM快大易失高EPROM慢大非易