单片机外设有哪些,外设功能是什么?

　　单片机外设有哪些？

　　单片机内部的外设一般包括：串口控制模块，SPI模块，I2C模块，A/D模块，PWM模块，CAN模块，EEPROM，比较器模块，等等，它们都集成在单片机内部，有相对应的内部控制寄存器，可通过单片机指令直接控制。

　　外设指的是单片机外部的外围功能模块，比如键盘控制芯片，液晶，A/D转换芯片，等等。外设可通过单片机的I/O，SPI，I2C等总线控制。

　　51单片机的外设实验：

　　实验1：外部中断0的实验

　　实验步骤：将一根杜邦线的一端接到P3^2口上，另一端接电源或者地

　　实验程序：

　　#include

　　sbit led = P1^0;

　　void mian（void）

　　{ while（1）{

　　if（IE0）{

　　led = 0;

　　}

　　else{

　　led = 1;

　　}

　　}

　　}

　　实验结果：当杜邦线另一端接电源时，led灭；当接地时，led就亮

　　结论：无论配置与否，51单片机的外部中断这个外设都在工作着，不可能禁止

　　实验2：定时器0的实验

　　实验程序：

　　#include

　　sbit led = P1^0;

　　void main（void）

　　{

　　TR0 =1;

　　while（1）{

　　if（TF0 == 1）{

　　led = 0;

　　}

　　}

　　}

　　实验结果：观察到led被点亮

　　结论：51单片机CPU控制定时/计数器0就靠的是TR0，当TR0为1时，工作；为0时，停止。

　　当溢出时，就置TF0为1；反之，就为0。

　　外设就是CPU之外的一种设备，它帮助CPU充分实现它的功能。

　　单片机的外设功能：

　　正如过去连载的“单片机入门”系列中所介绍的那样，对电子产品进行控制的单片机是由CPU、内存及外设功能等部分组成的（图1）。CPU根据指令（程序），执行运算、数据的读写以及进行条件判断等，而内存则用来保存该程序（记忆）。

　　外设功能是指为了使单片机便于使用的各种功能。例如，CPU为了与外部的传感器及开关等进行信号交换，就需要“输入/输出端口（I/O端口）”这种外设功能。

　　而且，将模拟输入信号转换为数字值的“A/D转换器”以及反过来将数字值转换为模拟输出信号的“D/A转换器”则是单片机对各种信号进行处理时不可或缺的外设功能。

　　另外，还有为了正确测量时间所用的“定时器”以及提供日期和时计的“实时时钟（RTC）”，用于进行与时间相关的处理，此外还有将并行信号（parallel signal）和串行信号（serial signal）进行互相交换的“UART（Universal Asynchronous Receiver Transmitter，通用异步收发器）”等，以便进行通信。

 

　　

　　了解数字信号的输入/输出端口---“GPIO”

　　在“输入/输出端口（I/O端口）”中，数字信号的输入/输出端口即“GPIO（General Purpose Input/Output）”也被称为“通用I/O端口”，是一种用于数字信号输入/输出的非常方便的端口。用于将数字输出的传感器值和开关的ON/OFF值传送到单片机的输入端及通过LED来显示单片机的运算结果，以及输出用于驱动电机运行的信号等等。

　　GPIO被称为通用端口是其引脚既可以用于输入也可以用于输出。在早期的单片机中，引脚都被固定用于输入或输出，但是现在很多单片机中都可以自由地将其设定为输入或输出端口。假设GPIO端子有8个引脚，则可以将4个引脚用于输入，另4个引脚用于输出，也可以将1个引脚用于输入，剩下的7个引脚用于输出。

　　在GPIO中，为了使CPU和外部设备之间进行数据交换，要相互执行通过程序处理的数字值（0或1）与信号（电压的LOW电平或HIGH电平）的转换。下面是作为RX63N单片机的GPIO端口基础的寄存器（※1）的作用（图2）。

　　（※1）寄存器（Register）：存在于单片机的CPU和外设功能内部中的记忆回路。用于运算和保持CPU的执行状态。由于是作为CPU及外设功能的内部回路，所以在对内存进行写入和读取时速度很快，但容量却非常小，既有可以用于各种用途的寄存器（通用寄存器），又有用于某些限定的功能和用途的特殊寄存器。

　　

　　端口方向寄存器（PDR）

　　决定引脚方向的寄存器，也称为“方向寄存器”。

　　端口输入数据寄存器（PIDR）

　　输入时反映所使用的引脚状态的寄存器。从引脚输入LOW电平或者HIGH电平时会将之转换为0或1的值并读取该转换结果。随着引脚的变化数值也将发生变化。所以不会保持读取时的值。

　　端口输出数据寄存器（PODR）

　　此寄存器保存用作输出引脚的输出数据。将0或1的值转换为LOW电平或HIGH电平信号并从引脚输出。由于可以与内存一样保持改写前的值，所以在改写前来自引脚的输出电压也将保持不变。