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1、手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。汽车上一般配备40多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作！单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的总和，甚至比人类的数量还要多。单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。单

2、片机内部也用和电脑功能类似的模块，比如CPU，内存，并行总线，还有和硬盘作用相同的存储器件，不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多，不过价钱也是低的，一般不超过10元即可.用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作足矣了。我们现在用的全自动滚筒洗衣机、排烟罩、VCD等等的家电里面都可以看到它的身影！.它主要是作为控制部分的核心部件。它是一种在线式实时控制计算机，在线式就是现场控制，需要的是有较强的抗干扰能力，较低的成本，这也是和离线式计算机的（比如家用PC）的主要区别。单片机芯片单片机是靠程序运行的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件

3、需要费很大力气才能做到的，有些则是花大力气也很难做到的。一个不是很复杂的功能要是用美国50年代开发的74系列，或者60年代的CD4000系列这些纯硬件来搞定的话，电路一定是一块大PCB板！但是如果要是用美国70年代成功投放市场的系列单片机，结果就会有天壤之别！只因为单片机的通过你编写的程序可以实现高智能，高效率，以及高可靠性！由于单片机对成本是敏感的，所以目前占统治地位的软件还是最低级汇编语言，它是除了二进制机器码以上最低级的语言了，既然这么低级为什么还要用呢？很多高级的语言已经达到了可视化编程的水平为什么不用呢？原因很简单，就是单片机没有家用计算机那样的CPU，也没有像硬盘那样的海量存储设备

4、。一个可视化高级语言编写的小程序里面即使只有一个按钮，也会达到几十K的尺寸！对于家用PC的硬盘来讲没什么，可是对于单片机来讲是不能接受的。 单片机在硬件资源方面的利用率必须很高才行，所以汇编虽然原始却还是在大量使用。一样的道理，如果把巨型计算机上的操作系统和应用软件拿到家用PC上来运行，家用PC的也是承受不了的。可以说，二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器）。顾名思义，这种计算机的最小系统

5、只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词“智能型”，如智能型洗衣机等。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品，不是电路太复杂，就是功能太简单且极易被仿制。究其原因，可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。单片机历史单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SoC三大

6、阶段。起初模型（1）SCM即单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）阶段，主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。“创新模式”获得成功，奠定了SCM与通用计算机完全不同的发展道路。在开创嵌入式系统独立发展道路上，Intel公司功不可没。（2）MCU即微控制器（Micro Controller Unit）阶段，主要的技术发展方向是：不断扩展满足嵌入式应用时，对象系统要求的各种外围电路与接口电路，突显其对象的智能化控制能力。它所涉及的领域都与对象系统相关，因此，发展MCU的重任不可避免地落在电气、电子技术厂家。从这一角度来看，Intel逐渐淡出MCU的发展也有

7、其客观因素。在发展MCU方面，最著名的厂家当数Philips公司。Philips公司以其在嵌入式应用方面的巨大优势，将MCS-51从单片微型计算机迅速发展到微控制器。因此，当我们回顾嵌入式系统发展道路时，不要忘记Intel和Philips的历史功绩。嵌入式系统单片机是嵌入式系统的独立发展之路，向MCU阶段发展的重要因素，就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决；因此，专用单片机的发展自然形成了SoC化趋势。随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展，基于SoC的单片机应用系统设计会有较大的发展。因此，对单片机的理解可以从单片微型计算机、单片微控制器延伸到单片应用系统。单片机的应用领域目前单片机渗透

8、到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴：（1）在智能仪器仪表上的应用 单片机具有体积小、功耗

9、低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）。（2）在工业控制中的应用 用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管 （3）在家用电器中的应用 可以这样说，现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭褒、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备，五花八门，

10、无所不在。（4）在计算机网络和通信领域中的应用 现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机，电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话，集群移动通信，无线电对讲机等。（5）单片机在医用设备领域中的应用 单片机在医用设备中的用途亦相当广泛，例如医用呼吸机，各种分析仪，监护仪，超声诊断设备及病床呼叫系统等等。（6）在各种大型电器中的模块化应用 某些专用单片机设计用于实现特定功能，从而在各种电路中进行模块化应用，而不要求使用人

11、员了解其内部结构。如音乐集成单片机，看似简单的功能，微缩在纯电子芯片中（有别于磁带机的原理），就需要复杂的类似于计算机的原理。如：音乐信号以数字的形式存于存储器中（类似于ROM），由微控制器读出，转化为模拟音乐电信号（类似于声卡）。在大型电路中，这种模块化应用极大地缩小了体积，简化了电路，降低了损坏、错误率，也方便于更换。（7）单片机在汽车设备领域中的应用 单片机在汽车电子中的应用非常广泛，例如汽车中的发动机控制器，基于CAN总线的汽车发动机智能电子控制器，GPS导航系统，abs防抱死系统，制动系统等等。此外，单片机在工商，金融，科研、教育，国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。学习应用五大

12、重要部分学习单片机应该注意以下五大方面：（1）总线：我们知道，一个电路总是由元器件通过电线连接而成的，在模拟电路中，连线并不成为一个问题，因为各器件间一般是串行关系，各器件之间的连线并不很多，但计算机电路却不一样，它是以微处理器为核心，各器件都要与微处理器相连，各器件之间的工作必须相互协调，所以需要的连线就很多了，如果仍如同模拟电路一样，在各微处理器和各器件间单独连线，则线的数量将多得惊人，所以在微处理机中引入了总线的概念，各个器件共同享用连线，所有器件的8根数据线全部接到8根公用的线上，即相当于各个器件并联起来，但仅这样还不行，如果有两个器件同时送出数据，一个为0，一个为1，那么，接收方接收

13、到的究竟是什么呢？这种情况是不允许的，所以要通过控制线进行控制，使器件分时工作，任何时候只能有一个器件发送数据（可以有多个器件同时接收）。器件的数据线也就被称为数据总线，器件所有的控制线被称为控制总线。在单片机内部或者外部存储器及其它器件中有存储单元，这些存储单元要被分配地址，才能使用，分配地址当然也是以电信号的形式给出的，由于存储单元比较多，所以，用于地址分配的线也较多，这些线被称为地址总线。（2）数据、地址、指令：之所以将这三者放在一起，是因为这三者的本质都是一样的数字，或者说都是一串0和1组成的序列。换言之，地址、指令也都是数据。指令：由单片机芯片的设计者规定的一种数字，它与我们常用的指

14、令助记符有着严格的一一对应关系，不可以由单片机的开发者更改。地址：是寻找单片机内部、外部的存储单元、输入输出口的依据，内部单元的地址值已由芯片设计者规定好，不可更改，外部的单元可以由单片机开发者自行决定，但有一些地址单元是一定要有的（详见程序的执行过程）。（3）P0口、P2口和P3的第二功能用法：初学时往往对P0口、P2口和P3口的第二功能用法迷惑不解，认为第二功能和原功能之间要有一个切换的过程，或者说要有一条指令，事实上，各端口的第二功能完全是自动的，不需要用指令来转换。如P3.6、P3.7分别是WR、RD信号，当微片理机外接RAM或有外部I/O口时，它们被用作第二功能，不能作为通用I/O口

15、使用，只要一微处理机一执行到MOVX指令，就会有相应的信号从P3.6或P3.7送出，不需要事先用指令说明。事实上不能作为通用I/O口使用也并不是不能而是（使用者）不会将其作为通用I/O口使用。你完全可以在指令中按排一条SETB P3.7的指令，并且当单片机执行到这条指令时，也会使P3.7变为高电平，但使用者不会这么去做，因为这通常会导致系统的崩溃。（4）程序的执行过程：单片机在通电复位后8051内的程序计数器（PC）中的值为0000，所以程序总是从0000单元开始执行，也就是说：在系统的ROM中一定要存在0000这个单元，并且在0000单元中存放的一定是一条指令。（5）堆栈：堆栈是一个区域，是

16、用来存放数据的，这个区域本身没有任何特殊之处，就是内部RAM的一部份，特殊的是它存放和取用数据的方式，即所谓的先进后出，后进先出，并且堆栈有特殊的数据传输指令，即PUSH和POP，有一个特殊的专为其服务的单元，即堆栈指针SP，每当执一次PUSH指令时，SP就（在原来值的基础上）自动加1，每当执行一次POP指令，SP就（在原来值的基础上）自动减1。由于SP中的值可以用指令加以改变，所以只要在程序开始阶段更改了SP的值，就可以把堆栈设置在规定的内存单元中，如在程序开始时，用一条MOV SP，#5FH指令，就时把堆栈设置在从内存单元60H开始的单元中。一般程序的开头总有这么一条设置堆栈指针的指令，因

17、为开机时，SP的初始值为07H，这样就使堆栈从08H单元开始往后，而08H到1FH这个区域正是8031的第二、三、四工作寄存器区，经常要被使用，这会造成数据的混乱。不同作者编写程序时，初始化堆栈指令也不完全相同，这是作者的习惯问题。当设置好堆栈区后，并不意味着该区域成为一种专用内存，它还是可以象普通内存区域一样使用，只是一般情况下编程者不会把它当成普通内存用了。51系列单片机的功能和结构MCS - 51系列单片机具有一个单芯片电脑的结构和功能，它是英特尔公司生产的系列产品的名称。这家公司在1976年推出后，引进8位单芯片的MCS - 48系列计算机后于1980年推出的8位的MCS - 51系列

18、单芯片计算机。诸如此类的单芯片电脑有很多种，如8051，8031，8751，80C51BH，80C31BH等，其基本组成，基本性能和指令系统都是相同的。 8051是51系列单芯片电脑的代表。一个单芯片的计算机系统由以下几个部分组成：（1）一个8位的微处理器（CPU）（2）片内数据存储器RAM（128B/256B），它只读/写数据，如结果不在操作过程中，最终结果要显示数据（3）程序存储器ROM/ EPROM（4KB/8KB），是用来保存程序，一些初步的数据和切片的形式。但一些单芯片电脑没有考虑ROM / EPROM，如8031，8032，80C51等等。（4）4个8路运行的I / O接口，P0，

19、P1,P2,P3，每口可以用作入口，也可以用作出口。（5）两个定时/计数器，每个定时/计数器可设置和计数的方式，用来计数外部事件，可以设置成定时方式也可以根据计算结果或定时控制实现计算机。（6）5个中断 （7）一个全双工串行的I / UART（通用异步接收器I口/发送器（UART），它是实现单芯片电脑或单芯片计算机和计算机的串行通信使用。（8）振荡器和时钟产生电路，需要考虑石英晶体微调能力。允许振荡频率为12MHz，每一个上述的部分都是通过内部数据总线连接。其中CPU是一个芯片计算机的核心，它是计算机的指挥中心，是由算术单元和控制器等部分组成。算术单元可以进行8位算术运算和逻辑运算， ALU单

20、元是其中一种运算器，1 8个存储设备，暂存设备的积累设备进行协调，程序状态寄存器PSW积累了2个输入端的计数等检查暂时作为一个操作往往由人来操作谁储存1输入的是它使操作去上暂时计数，另有一个操作的结果，回环协调。此外，协调往往是作为对8051内的数据传输转运站考虑。作为一般的微处理器，它是最繁忙的，帮助记住和同意与其的顺序表示。该控制器包括程序计数器，解密的顺序。振荡器和定时电路等的程序计数器是一个由8个计数器为2，总计 16位。这是一个字节的地址，其实程序计数器，是将在个人电脑内进行。从而改变它的内容可以改变方向的程序进行。在8051的单芯片电脑中的电路，只需要外部石英晶体和频率微调电容，其

21、频率范围为1.2MHz的其12MHz的。这种脉冲信号，作为8051的工作，即单位时间的最低基本节奏。 8051是其他电脑一样，在拍控制的基本工作在和谐，就像一个管弦乐队，根据击败发挥是指挥。有光盘（程序存储器，只能读取），并在8051片（数据存储器RAM，可以是可写可读，他们各自独立的内存地址空间，处理办法是，与一般的电脑记忆体相同。 8051和8751的程序存储器的存储容量4KB的程序切片，地址开始从0000H开始执行，维护的程序和形式不断使用。数据8051 - 8751的内存数据存储器128B条8031，地址虚假00FH，中层结果存入操作使用，数据存储和数据是暂时缓冲等。在这128B条内存

22、，有32 字节，可以作为工作寄存器使用，这和一般的微处理器是不同的，8051片RAM和登记形成的同一级到安排的位置。这不是很相同的，MCS - 51系列内存的单芯片计算机和通用计算机作主除了道路。通用计算机的第一个地址空间，ROM和RAM，可安排在不同的空间在这个范围内的地址范围，即ROM和RAM地址的形成与分布在不同的地址空间。在访问内存，相应的，只有一个地址的内存单元，可以用外部存储，也可以内存，并通过访问顺序与此类似。这种内存结构的一种被称为普林斯顿结构。 8051记忆分为程序存储器空间和数据存储空间的物理结构上划分，有四个在所有的记忆体空间：在1和数据外部数据存储器和程序存储器空间之一

23、，一组在外面一个内存空间的程序商店，结构这一种形式的程序和数据存储器器件数据存储器分开的形式，称为哈佛结构。但是，从用户使用，8051的内存地址空间分为三种：（1）片内，（使用16个地址一致的FFFFH，地点为0000H，块）。（2）64KB的外部数据存储器空间的一个地址，该地址是从0000H开始执行64KB的FFFFH安排16地址，也到该位置。（3）数据存储器的256B（使用8个地址）的地址空间。上述三个内存空间的地址重叠，区分和设计的8051指令系统中不同的数据传输顺序代码：CPU的访问片，访问RAM块顺序使用MOVX指令外片，内存为访问片。8051单芯片的电脑有4个8步行并进的I / O

24、端口，分别为P0，P1，P2和P3。每个端口8位的双向口，共占了32针。每一个I / O线可作为独立的入口和出口。每个端口包括一个锁存器（即特殊功能寄存器），1名入口和1出口引进缓冲区。使数据能锁存输出时，数据缓冲区时，可以引进，但4个通道这些自我相同的功能。系统中的内存片展开外来的，这四个港口可作为准确的双向的I /共同使用输出口。系统的内存中展开外来的片，P2口处于高位，8地址关闭;入口P0口是双向总线，发送地址和8个低数据。8051单芯片电脑的4个I / O端口是非常巧妙的电路设计。熟悉I/ O端口的逻辑电路，不仅有助于正确和合理利用端口，并在一定程度上将有助于设计周边的单芯片计算机的逻

25、辑电路。在一定程度上负载能力和端口界面有一定的要求，因为输出级，和P1口输出端，P3口与P0口结构的不同，因此，负载能力和接口需求互相无太多共同之处。求解P0口是与其他口不同，它的输出级提请阻力。当使用的常用是它的输出级电路泄漏打开，它是利用它敦促采取NMOS管能与它外部的阻力，而输入走出失败。当被用作数据，应该写“1”到内部，每一个P0口与一个可以驱动8型号LS TTL负载出口。P1口是一个准确的双向口，共同使用输出口。不同在P0口输出的电路，得出与负载功率电阻内有联系。事实上，阻力是，两个效果是在场效应管，共同负责：一个场效应管的负载负责，它的电阻是正常的。另一条是它可以导致在两个工作状态

26、密切，使其电阻值变化近似0或2组值的情况非常严重。当它是0，该阻力是近似的，可以提请较快的高层次，当电阻值是非常大的，P1口以阻碍引进高电平。为P1口输出高电平时，它是可以借鉴的负载提供电流向外，提请电阻无须回答。在这里，当端口作为引进使用，必须首先写入1到相应的锁存，使FET的结束。相对约20,000欧姆，因为在现场，因为负载电阻和40,000欧姆，不会产生对输入的数据的影响。一些为P2结构类似于P0口，有MUX的开关。它是类似口部分，大的一个转换控制P1口的多功能端口，获得第一位，这有很多“与”门和4个缓冲。两部分，其中除了作出准确的双向功能，还可以使用第二个函数的每一个针“与”门三功能开

27、关，实际上，它决定将输出数据锁存到输出的函数的第二个信号为W = 1点，输出Q端信号。法令;法为Q = 1时时，可以输出w线路信号，在制定方案的时侯，那就是第一个函数仍是第二个功能，但不必软件预先设置P3口。IT硬件里面是不是有自动两个函数输出时的CPU进行SFR和要求的位置（位置或字节）来访问，在没有至P3口，里面有硬件锁Q报表，P3口的工作原理类似于P1口。输出级，P1，P3口连接内带的负载电阻的图纸，每一个能驱动4型号LS TTL负载输出1。由于输入口，任何TTL或NMOS电路可以驱动8051的单芯片在一个正常的方式。因为他们利用输出级阻力，可以打开漏源电阻以敦促打开方式，不需要有阻力。

28、都是准确的双向口。当行为是输入，必须编写相应的锁存器。至于80C51的单芯片计算机，端口只能提供输出毫安的电流，是它的输出口去当一个普通的晶体管，要求应与端口之间和晶体管的基极电阻，以电而从出口限制P1/P3被恢复了的高水平，是一个单芯片电脑初始化操作。其主要功能是把最初的PC为0000H，使单芯片电脑开始持有单位0000H开始执行程序的行为。唯一例外的是那些进入系统初始化正常，程序操作，而是因为它犯了错或没有错，为了摆脱自己的困境，需要按下和恢复位的按键键重新启动了。这是一个输入端是恢复位，在8051中国RST引脚信号。恢复位的信号还原到高一级的有效值，应维持24倍以上的有效周期（即2个机器

29、周期）。如果使用频率6，恢复位的信号持续时间应超过4微妙完成恢复。设计的电路，恢复位的信号逻辑图： 恢复位的电路和芯片包括两个部分外完全。以外的电路产生恢复到施密特触发了位信号（RST），恢复位电路示例输出，施密特不断在每个S5P2，触发机循环，那么就得到了恢复位所需的信号。还原6电阻的电路一般，电容参数适合，它是可以恢复到较高水平的信号持续时间大于2个机器周期来保证。作为恢复到电路，其功能是非常重要的。一个芯片的计算机系统能够正常运转，应先检查它可不可以恢复。检查可以弹出一个首部和监测与示波器针暂定，推动并恢复位的关键，波形式观察和有足够的范围是出口（瞬时），也可以通过它使恢复电路进行改变。

30、附录二：英文资料原文MCU DescriptionSCM is also known as micro-controller （Microcontroller Unit）, commonly used letters of the acronym MCU that it was first used in industrial control. Only a single chip by the CPU chip developed from a dedicated processor. The first design is by a large number of peripherals and CPU on a chip in t