单片机概述-什么是单片机

第1章绪论单片机又称微控制器，在工业控制中占据了很重要的地位。

那么到底什么是单片机，它与我们日常生活所接触的计算机又有什么联系和区别，单片机以后的发展趋势如何，这些都在本章进行讲解。

本章的最后就单片机的厂家和型号做了介绍，以便读者在以后的设计中有所参考。

1.1 单片机概论目前广泛应用的微型计算机属于第4代计算机，而我们本书所要讲述的单片机也属于微型计算机的范畴。

它们两者在原理和技术上是紧密联系的。

1.1.1 微处理器、微型计算机与单片机一般而言，微型计算机包括运算器、控制器、存储器、输入输出接口四个基本组成部分。

如果把运算器和控制器封装在一块芯片上，则称该芯片为微处理器(MPU，Mi cro Processing Unit)或者是中央处理器(CPU，Central Processing Unit)。

如果将它与大规模集成电路制成的存储器、输入输出接口电路在印制电路板上用总线连接起来，就构成了微型计算机。

一个只集成了中央处理器的集成电路封装，只是微型计算机的一个组成部分。

如果在一块芯片上集成了一台微型计算机的四个组成部分，则称其为单片微型计算机，简称单片机。

换句话而言，单片机是一块芯片上的微型计算机。

以单片机为核心的硬件电路称为单片机系统，它属于嵌入式系统的应用范畴。

为了进一步突出单片机在嵌入式系统中的主导地位，许多半导体公司在单片机内部还集成了许多外围功能电路和外设接口，如定时/计数、串行通信、模拟/数字转换、PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)等单元。

所有这些单元都突出了单片机的控制特性。

尽管单片机主要是为了控制目的而设计的，但它仍然具备微型计算机的全部特征，因此，单片机的功能部件和工作原理与微型计算机也基本相同，我们可以通过参照微型计算机的基本组成和工作原理逐步接近并了解单片机。

图1.1是一款双列直插封装的51单片机芯片AT89S52。

单片机原理与C51程序设计基础教程• 2 •图1.1 单片机外形单片机的体积小、质量轻、价格便宜，为学习、应用和开发提供了便利条件。

单片机复试知识点一、知识概述《单片机复试知识点》①基本定义：单片机呢，简单说就是一块芯片，它把微处理器、存储器还有各种输入输出接口电路啥的都集成到一块了。

就像是一个小的计算机系统塞到了一个小芯片里，这个芯片自己就能做很多事，像控制电器设备的运行、数据采集之类的。

②重要程度：在电子学科里，那可是相当重要的。

很多智能设备，像智能家居的控制、汽车里的一些电子系统，靠的就是单片机。

它就像是这些设备的小大脑，指挥着不同的部件干活。

③前置知识：你得先了解基本的数字电路知识，像什么逻辑门电路（与门、或门这些），还有简单的编程概念，像变量、循环这些。

要是不懂这些，单片机里好多东西就理解不了。

④应用价值：就说咱们生活中的智能手环吧，靠单片机来采集你的运动数据、心跳啥的，然后在那个小屏幕上显示出来。

工厂里的自动化生产设备，也是单片机在控制电机的转动、传感器的监测，这样才能又快又准地生产产品。

二、知识体系①知识图谱：在电子学科里，单片机算是核心部分。

它和电路基础、编程知识这些联系紧密。

就好比是一个大家庭里的管家，联系着各个家庭成员（其他知识板块）一样。

②关联知识：和传感器知识联系密切，因为单片机常常要从传感器获取数据。

还和电动机的控制电路相关，想要控制电机的转速、转向，就得靠单片机来发命令。

③重难点分析：难易度：难度中等偏上吧。

困难点：一个是它的编程，要弄清楚各种指令。

比如说中断指令，什么时候触发中断，中断后怎么返回原来的程序，这都不容易理解。

还有就是和外部设备的连接，引脚的功能多，接错了就不行，像连接显示屏的时候，每个引脚对应不同的数据位，弄错就显示不了东西。

④考点分析：重要性：在复试里占挺重要的一部分。

考查方式：可能会直接让你写一段简单的单片机程序，实现比如说用按键控制LED灯亮灭；也可能是问你单片机某个引脚的功能，或者是让你分析一个简单的基于单片机的系统工作原理。

三、详细讲解【理论概念类】①概念辨析：单片机全称单片微型计算机，它的核心是微处理器，但是它不像咱们的台式电脑那样有好多单独的部件，它把这些都紧紧凑到一起了。

第1章 单片机概述1.1 单片机的概念1.1.1 单片机的定义单片机的全称是单片微型计算机（Single Chip Microcomputer，SCM），也称为微控制器（Micro-Controller Unit，MCU），它是将中央处理单元（Central Processing Unit，CPU）、数据存储器RAM（Random Access Memory，随机读写存储器）、程序存储器ROM（Read Only Memory，只读存储器）以及I/O（Input/Output，输入/输出）接口集成在一块芯片上，构成的一个计算机系统，其组成框图如图1.1所示。

单片机可用下面的“表达式”来表示：单片机 = MPU+ROM+RAM+I/O+功能部件图1.1 单片机的组成框图1.1.2 单片机的诞生单片机诞生于20世纪70年代末，具有代表性的事件是1976年Intel公司推出了MCS-48单片机系列的第一款产品：8048。

这款单片机在一个芯片内集成了超过17000个晶体管，包含一个CPU，1KB的EPROM（Erasable Programmable Read Only Memory，可擦可编程只读存储器），64字节的RAM，27个I/O端口和一个8位的定时器。

8048很快就成为了控制领域的工业标准，它们起初被广泛用来替代诸如洗衣机或交通灯等产品中的控制部分。

1980年，Intel公司在MCS-48的基础上推出了MCS-51系列的第一款单片机8051，这款单片机的功耗、大小和复杂程度都比8048提高了一个数量级。

8051集成了超过60000个晶体管，拥有4KB的ROM，128B的RAM，32个I/O端口，一个串行通信接口和两个16位的定时器。

经过三十多年的发展，MCS-51系列单片机已经形成了一个规模庞大、功能齐全、资源丰富的产品群。

单片机原理与应用技术·2·1.1.3 单片机的应用领域单片机在我们的日常生活和工作中无处不在、无处不有：家用电器中的微波炉、洗衣机、电饭煲、豆浆机、电子秤；住宅小区的监控系统、电梯智能化控制系统；汽车电子设备中的ABS、GPS、ESP、TPMS；医用设备中的呼吸机，各种分析仪，监护仪，病床呼叫系统；公交汽车、地铁站的IC卡读卡机、滚动显示车次和时间的LED点阵显示屏；电脑的外设，如键盘、鼠标、光驱、打印机、复印机、传真机、调制解调器；计算机网络的通信设备；智能化仪表中的万用表、示波器、逻辑分析仪；工厂流水线的智能化管理系统，成套设备中关键工作点的分布式监控系统；导弹的导航装置，飞机上的各种仪表等。

什么是单片机，什么叫单片机
 什幺是单片机，什幺叫单片机？
 单片机的英文称为：Single-Chip Microcomputer
 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。

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。

 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（如图1所示）。

还有一类计算机，大多数人却不怎幺熟悉。

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。

什么是单片机（一）引言概述：单片机（Microcontroller，简称MCU）是一种集成了处理器核心、内存、输入/输出控制器和各种外设功能的微型计算机系统。

它具有体积小、功耗低、成本低廉、易编程等特点，并广泛应用于嵌入式系统中。

本文将从单片机的原理、功能、应用领域、优势和发展趋势等五个大点进行阐述。

一、单片机的原理1. 单片机的基本组成及结构2. 单片机的工作原理和运行方式3. 单片机的逻辑结构和存储结构4. 单片机的时钟系统和中断系统5. 单片机和传统计算机的比较二、单片机的功能1. 单片机的数据处理功能2. 单片机的输入和输出功能3. 单片机的定时和计数功能4. 单片机的通信功能5. 单片机的其他功能（如模拟信号处理、PWM输出等）三、单片机的应用领域1. 工业控制领域中的单片机应用2. 消费电子领域中的单片机应用3. 汽车电子领域中的单片机应用4. 医疗设备领域中的单片机应用5. 家电及智能家居领域中的单片机应用四、单片机的优势1. 体积小、功耗低、成本低廉的优势2. 简单易用的开发工具和开发环境3. 丰富的外设资源和接口通信能力4. 可靠性和稳定性较高5. 灵活性和可扩展性较强五、单片机的发展趋势1. 集成度的不断提高2. 功耗的进一步降低3. 多核技术的应用和发展4. 物联网和嵌入式系统的需求推动5. 特定领域需求的定制化发展总结：通过对单片机的原理、功能、应用领域、优势和发展趋势的阐述，我们可以看到单片机在现代技术中的广泛应用和重要作用。

单片机的小巧、低功耗、灵活性等特点，使其成为嵌入式系统设计的高效工具。

随着技术的不断发展和需求的不断增加，单片机将继续迎来更广阔的应用领域和更好的发展前景。

第0章绪论1．什么是单片机？其主要特点有那些？解：单片微型计算机（Single-Chip Microcomputer），简称单片机。

就是将微处理器（CPU）、存储器（存放程序或数据的ROM和RAM）、总线、定时器/计数器、输入/输出接口（I/O口）和其他多种功能器件集成在一块芯片上的微型计算机。

单片机的主要特点有：（1）可靠性高（2）便于扩展（3）控制功能强（4）低电压、低功耗（5）片内存储容量较小，除此之外，单片机还具有集成度高、体积小、性价比高、应用广泛、易于产品化等特点2．当前单片机的主要产品有那些？各有何特点？举出你生活中应用单片机的例子。

解：当前单片机的主要产品有：Intel的8051系列、Motorola的M68HC系列、Philips（飞利浦）的80C51系列、台湾义隆公司（EMC）EM78系列单片机、美国Microchip公司的PIC 单片机系列、Atmel公司的A T90系列单片机Ubicom公司的Scenix单片机、日本爱普生科技公司的Epson单片机、Zilog公司的Z86系列、美国国家半导体公司NSCOP8单片机、台湾Winbond（华邦）的W78系列等。

MCS-51为主流产品。

MSP430的功能较强。

是一种特低功耗的Flash微控制器。

主要用于三表及超低功耗场合。

EM78系列单片机采用高速CMOS工艺制造，低功耗设计为低功耗产品，价格较低。

具有三个中断源、R-OPTION功能、I/O唤醒功能、多功能I/O口等。

具有优越的数据处理性能，采用RISC结构设计。

Microship单片机是市场份额增长较快的单片机。

它的主要产品是PIC系列8位单片机。

CPU采用RISC结构，运行速度快，价格低适于用量大、档次低、价格敏感的产品。

Motorola是世界上最大的单片机生产厂家之一，品种全、选择余地大、新产品多。

其特点是噪声低，抗干扰能力强，比较适合于工控领域及恶劣的环境。

A VR是增强RISC内载Flash的单片机，单片机内部32个寄存器全部与ALU直接连接，突破瓶颈限制，每1MHz可实现1MIPS的处理能力，为高速、低功耗产品。