硬件设计必备基础知识

是数字

I/O

，它 们都是端口，

可以以引脚为基础，由软件配置成数字输入或输出。作为数字输入，这些端 口可以用来读取开关或

按钮的状态以及读取另外一个设备的数字状态；

< br>作为数字输出，

它们可以用来开启或关闭外部设备，

也可 以向外部设备传达工作状态。

例如，

一个数字输出端口可以为一 个电机激活控制电路，

开

/

关灯，

或者可能的话还可以触发诸如花园浇灌系统的水压阀这样的设备，

当 然也控制洗衣机。

将数字输入

/

输出端 口结合在一起可以用来合成对其他芯片的接口和协议。除了数字

I/O

< br>外，大多数控制器还有

其他子系统。而如果不需要其他子系统的功能，那么微控制 器本身也能将其他子系统转换到通用数

字

I/O

。作为一个系统设计者，这就为您在所设计的应用里如何使用微控制器提供了多种选择。

许多微控制器也有模拟输入，允许为监控或记录目的的传感器进行采样。这样 ，一台嵌入式计算机

就可以用来测量光强、温度、震动或加速度，大气或水的压力，湿度 或者磁场之类的项目。或者，

这些模拟输入可以用来监测简单的电压，或许用来确保较大 规模系统的可靠操作。

有些微控制器有串口，通过串口，嵌入 式计算机可以与一台主机、另外的嵌入式系统或者也许是一

个简单的网络进行连接。诸如

SPI

和

I2C

这样的专用形式的串行接口，为扩展微控制器的功能提供

了一种简单的方法。这些串口 允许外部设备与微控制器连接起来，为诸如片外存储器（用于数据或

参数存储）、

时钟

/

日历芯片、带数字接口的传感器、外部 模拟输入或输出，甚至音频芯片及其他微

处理器提供了访问途径。

大多数微控制器都带有计时器和计数器，用来在固定的时间间隔里为多任务处理产生 内部中断，为

片外系统提供外部触发，或者为电机提供控制脉冲。或者用来为来自其他设 备的外部触发（脉冲）

计数。

有少数 的微控制器也包含诸如

USB

、以太网、或

CAN

这类的网络接口。

一些比 较大的微处理器还提供一个总线接口，将内部地址、数据和控制总线展现给外部世界。这就

使得处理器能够以与常规处理器近乎同样的方式与大量可能的外部设备进行连接。前面所描述的所

有可能的设备和接口都可以通过总线接口和适当选择的外部设备来实现。总线接口为微控制器带来

了巨大的发展潜力。

各个微控制器具有的

I/O

子系统的组合差别相当大。有些微控制器针对简单的数控 应用，可能只含

有数字

I/O

；其他的 一些微控制器可能面向工业应用，因此可能有数字

I/O

、模拟 输入、

电机控制以

及网络连接等。微控制器（几千个种类）的选 择依赖于你的处理需要和接口需求，请选择一款最合

适的一款。

以后将选取三星公司生产的以

ARM7TDMI

为核心的

S3C4510B

为例讲解基于它的电路设计 以及程序设

计。

名词解释：

系统体系结构：单个处理 器是不能完成任何任务的，还需要存储器（用于程序核数据存储）、支撑

逻辑以及至少一 个

I/O

设备（输入

/

输出设备），用以实现计算机系统于外界之间的数据传输。

计算

机系统的存储器包含了处理器将要执行的指令以及将要操作的数据。指令由计算机系统从存储器里

读取，而数据则可以读出和写入存储器，上述形式的计算机结构就是冯

.

诺伊曼体系结构。冯

.

诺伊