微型计算机与单片机

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。

单片机与计算机的区别与联系单片机（Microcontroller）是一种集成电路芯片，其中包含了处理器、内存、输入输出接口等多个部件，用于控制和执行各种任务。

计算机（Computer）是一种高级的电子设备，通过运算、逻辑判断和数据处理来模拟人的思维和执行各种任务。

虽然单片机和计算机都属于数字电子设备，但它们在功能、应用范围和体系结构等方面存在显著差异。

本文将详细探讨单片机与计算机的区别和联系。

一、功能区别单片机是一种专用的、嵌入式的处理器系统，具有强大的控制和调度能力。

它主要用于控制和监控各种电子设备，例如车载电子系统、家电、工业自动化等。

相比之下，计算机是一种通用计算设备，可以执行各种计算和计算相关操作，如文档处理、图像处理、网页浏览等。

单片机更注重控制和实时性能，而计算机更注重计算和处理能力。

二、应用范围区别单片机的应用范围广泛，可以用于各种嵌入式系统中。

例如，在汽车领域，单片机可以用于引擎控制单元（ECU）、仪表盘、车身控制等各种系统中。

在家电领域，单片机可以用于洗衣机、空调、冰箱等各种家电设备的控制和调度。

而计算机的应用范围更广泛，几乎涉及到现代社会的各个领域，包括科学研究、商业管理、教育、娱乐等。

三、体系结构区别单片机采用的是单片集成电路芯片的设计，将处理器、内存、输入输出接口等集成在一块芯片上。

这种紧凑的体系结构使得单片机体积小、功耗低，并具有较强的实时性能。

而计算机则采用分布式的体系结构，包括中央处理器（CPU）、内存、硬盘、外设等多个硬件组件的组合。

这种体系结构使得计算机能够处理复杂的任务和大规模的数据。

四、联系与互补尽管单片机和计算机在功能和应用方面存在差异，但它们也有着一些联系和互补的地方。

首先，单片机可以与计算机进行通信和协作，例如通过串口、以太网等通信方式，将单片机所采集的数据传输到计算机进行进一步处理和分析。

此外，计算机可以通过软件模拟单片机的功能，例如使用开发环境和模拟器来编写和调试单片机程序。

单片机及计算机技术系列单片机及计算机技术系列是指涉及到单片机和计算机技术的一系列知识和技能。

单片机是一种包含了CPU、存储器和各种输入输出设备的微型计算机系统。

计算机技术则是指用于设计、制造和操作计算机系统的各种技术和方法。

单片机技术是计算机科学和电子工程领域重要的组成部分。

它广泛应用于许多领域，如工业自动化、家电控制、医疗设备、交通系统等。

单片机技术的学习需要掌握嵌入式系统的基本原理和技术，了解单片机的架构、指令系统和编程方法，熟悉各种外设的接口和控制方法。

单片机技术的学习还需要具备一定的电子电路设计和调试能力，能够根据具体的应用需求设计和实现相应的硬件和软件系统。

计算机技术则是一门涉及到计算机硬件和软件的综合性学科。

计算机技术的学习需要了解计算机的工作原理和组成结构，包括中央处理器、存储器、输入输出设备和操作系统等。

同时还需要学习各种编程语言和开发工具，能够编写和调试各种应用程序。

计算机技术的学习还需要了解计算机网络的基本原理和通信协议，能够设计和管理计算机网络系统。

单片机技术和计算机技术的学习是相互关联的。

单片机技术是计算机技术的一个重要应用领域，单片机是一种特殊的计算机系统，它的硬件和软件结构与计算机系统有很多相似之处。

学习单片机技术可以帮助理解计算机系统的工作原理和组成结构，同时也可以通过实践培养计算机程序设计和硬件设计的能力。

在学习单片机和计算机技术的过程中，需要进行一系列的实验和项目设计。

通过实验，可以加深对单片机和计算机技术的理解，培养解决问题的能力和创新思维。

通过项目设计，可以将所学的知识和技能应用到实际问题中，提高综合应用能力和团队合作能力。

总之，单片机及计算机技术系列是一门涉及到计算机硬件和软件、嵌入式系统等多个领域的学科。

通过学习单片机和计算机技术，可以提高解决问题的能力和创新意识，为未来的工作和学习打下坚实的基础。

单片机是将多种接口芯片集成到一片芯片的微处理器，这种方式称之为单片电路。

单片机的目的是使单个芯片实现更多的功能，应用更方便、体积更小巧，尽可能不用扩充或者少用外设电路。

适合用于控制独立工作的电器或设备。

2、微机指的是微型计算机也称个人计算机，是多年以前的称谓，现在称为电脑。

计算机发展初期计算机主要用于计算，后来被发展到各种应用领域，当时有大型计算机和小型计算机之分，为区分随后出现的个人用计算机故此称为微机。

现在一般的微机都是32 位或64 位，采用具有海量运算能力的通用中央处理器CPU ，采用冯诺依曼结构，也就是数据和程序存储在同一个存储空间中。

一般采用RISC 指令集，还有一些特殊的指令集。

而单片机有4、8、16 、32 等几种，中央处理器的运算能力一般不如微机，而且很多单片机采用哈佛结构，也就是将存储空间分为程序存储器和数据存储器两部分，数据/程序不能随便放置。

指令集既有CISC ，也有RISC 。

单片机的专用性更强，对环境的适应力比微机好，相对电路也简单，可以用在要求不高的控制场合。

最关键的差别是存储结构的差别。

单板机是很久以前的称呼，那时集成电路发展刚起步没多久，不能将很多的东西集成在一起。

后来，随着大规模集成电路（ic）的出现，可以把cpu、串口、DA、时钟等功能模块集成在一块芯片中，也就是现在说的单片机（single chip unit/micro-control-unit/MCU--- 单片机）. 单片机将以往单板机上的大部分需要依靠很多独立元件的功能模块集成在一块芯片之中了，（单板机上的非IC 器件一般没法集成）。

集成后，我们再进行设计时，就可以省略很多外围的器件，因为一片单片机就集成了以前单板机上很多元件的功能啦。

单片机，常用的英文缩小是MCU-- 也即micro-control-unit 。

从这个名称就可以看出，它是一个具有完整的功能的控制模块了。

将单片机与外围电路构成的就是单片机系统了。

微机原理与单片机实验报告Prepared on 22 November 2020北京联合大学信息学院实验报告课程名称：微型计算机原理学号：姓名：2012 年 6 月 9 日目录实验1 EMU8086模拟器的使用一实验要求利用EMU8086模拟器环境，完成创建源程序文件，运行调试，实验结果的查看二实验目的：熟悉EMU8086实验环境三 EMU8086环境：1 模拟器编辑窗口2 模拟器调试窗口四实验内容实验内容1：新建文件。

运行 emu80861. 新建文件：单击“新建”按钮，选择COM模板，在模拟器编辑窗口中输入如下程序代码：MOV AX, 1020HMOV BX, 2030HMOV AX, BXADD AX, BXMOV [BX], AXMOV [2032H], AXHLT2. 编译：单击“编译”按钮，对程序段进行编译；3. 保存：编译通过，单击“完成”按钮，将其以文件名“EXP1”保存在本地磁盘上。

4. 仿真：单击“仿真”按钮，打开模拟器调试窗口和源文件窗口。

5.在模拟器调试窗口中的寄存器组区，查看数据寄存器AX,BX,CX,DX；段寄存器CS,ES,SS,DS；指令指针寄存器IP；指针寄存器SP,BP；变址寄存器SI,DI；标志寄存器的值。

6.单击“单步前”按钮，单步执行程序，并观察每次单步执行后，相关寄存器值的变化。

7.单击“重载”按钮，将程序重载，并调整指令运行步进时延为 400毫秒，单击“全速”按钮，运行程序，8.程序运行之后，在程序调试窗口中，选择[view]/[memory]，查看模拟器环境中，内存单元0700：0100开始的连续10个单元的内容9.将“存储器”中的地址改为0700:2030，查看开始的四个字节的内容，并思考其内容与程序的关联。

10.将“存储器”中地址改为1000:0100，并将从其开始的连续10个单元的内容改为55H。

实验内容2：运行范例在模拟器编辑窗口中1.点击典型范例2.选择：hellow,word程序，编译，运行，观察结果。

一．单片机概述单片机是单片微型计算机SCMC（Single Chip MicroComputer）的译名简称，在国内常简称为“单片微机”或“单片机”。

单片机就是把组成微型机算计的各功能部件：包括中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM/EPROM、中断系统、定时器/计数器、并行及串行口输入输出I/O接口电路等等部件集成在一块半导体芯片上，所构成的一个完整的微型机算机。

即是一个不带外围设备的单芯片微型计算机的电路系统。

随着大规模集成电路的发展，单片机内还可包含A/D、D/A转换器、高速输入/输出部件、DMA通道、浮点运算等特殊功能部件。

由于单片机的结构和指令功能都是按工业控制要求设计的，特别适合于工业控制及与控制有关的数据处理场合，国外称其为微控制器（Mirocontroller)。

除了工业控制领域，单片微机在家用电器、电子玩具、通信、高级音响、图形处理、语言设备、机器人、计算机等各个领域迅速发展。

目前单片微机的世界年产量已达100亿片，而在中国大陆地区单片微机的年应用量已达6亿片左右，截止2001年4月，由中国大陆地区自行设计和生产的单片微机也已达到2000万片。

综观二十多年的发展过程，单片微机正朝多功能、多选择、高速度、低功耗、低价格、扩大存储容量和加强I/O功能及结构兼容方向发展。

单片机是典性的嵌入式系统，单片机系统的体系结构和指令系统结构，是按照嵌入式控制应用而设计的。

作为嵌入式应用时，即嵌入到对象环境、结构、体系中作为其中的一个智能化控制单元，如洗衣机、电视机、VCD、DVD等家用电器，打印机、复印机、通讯设备、智能仪表、现场控制单元等。

构成各种嵌入式的应用电路，统称为单片机应用系统。

二．DJ-598KC实验系统相关知识1.认识DJ-598KC+单片机开发系统的结构2.系统主要特点（1）系统自动识别CPU：40芯扁平电缆RS232PC机仿真DJ-598K1单片机开发系电源598KC是集51、96、8088三大系列CPU于一体的三合一实验系统，内置51/96单片机仿真器和8088实验系统。

单片机与微型计算机的区别在现代科技发展的今天，单片机和微型计算机是两个常用的计算机概念。

虽然它们都属于计算机的范畴，但在具体应用和技术特点上有着明显的区别。

本文将从多个方面探讨单片机与微型计算机的区别。

一、定义与概念单片机是一种集成度很高的专用集成电路芯片，其中包含了中央处理器（CPU）、存储器、输入输出接口和计时器等核心模块。

它通常应用于嵌入式系统中，用于控制和处理各种设备或系统的运行。

而微型计算机则是一种功能更为强大、通用性更强的电子计算机，包括了CPU、内存、硬盘、显示器等组件，能够运行多种操作系统和软件。

二、应用领域由于单片机具有体积小、功耗低、成本低等特点，它广泛应用于各种电子设备的控制系统中，如家电、汽车、通信设备等。

而微型计算机则主要应用于个人电脑、服务器、工作站等场景。

三、计算能力和存储容量由于单片机主要用于特定的控制任务，因此它的计算能力和存储容量相对较低。

一般来说，单片机的CPU频率在几十MHz至几百MHz 之间，内存容量通常只有几KB至几十KB。

而微型计算机拥有更强大的计算能力和存储容量，其CPU频率可以达到几GHz，内存容量可以达到几十GB，甚至上百GB。

四、操作系统和编程语言单片机通常使用专用的嵌入式操作系统，如裸机系统或实时操作系统（RTOS），编程语言多为汇编语言或类C语言。

而微型计算机则可以安装通用的操作系统，如Windows、Linux等，并且支持多种编程语言，如C、C++、Java等。

五、硬件接口和扩展性由于单片机一般集成了各种外部接口，如串口、并口、ADC、PWM等，因此它的硬件接口较为简单，具有一定的扩展性。

而微型计算机拥有更多的硬件接口和扩展插槽，可以连接各种外部设备和扩展卡，如显卡、声卡、网卡等。

六、成本和功耗由于单片机集成度高、外围器件少，因此其成本较低。

同时，由于单片机的功耗小，可以使用电池供电，非常适合一些功耗要求较低的场景。

而微型计算机的成本较高，功耗也比较大，通常需要使用交流电源供电。

微机原理单片机区别微机原理和单片机原理都是计算机的基本原理，但是两者在结构、功能和应用方面存在一些区别。

首先，微机原理指的是微型计算机的原理，也就是我们常说的“个人电脑”。

微机通常由中央处理器（CPU）、内存、输入输出设备和存储设备等组成。

微机的结构比较复杂，一般采用集成电路技术，包含多个功能模块，并能进行多任务处理。

微机具有较强的通用性和可扩展性，适用于各种不同的应用场景。

而单片机原理指的是单片集成电路微型计算机的原理，也就是我们常说的“单片机”。

单片机包含CPU、ROM、RAM、IO接口和定时器等基本组件，且这些组件都集成在一个单个的芯片中。

单片机结构简单、体积小巧，具有较低的功耗和成本，并且易于编程和应用。

由于单片机的特点，它通常用于控制和嵌入式系统等应用中。

其次，微机和单片机在功能上也存在一些区别。

微机具有较高的计算能力和存储能力，可以同时进行多任务处理，并且可以运行复杂的操作系统。

微机适合于需要进行大规模数据处理、图形处理和网络通信等需要较高计算能力的应用。

而单片机的计算能力和存储能力相对较低，主要用于控制系统和简单的嵌入式应用，如家电、车载系统和工业自动化等。

最后，微机和单片机在应用上也有所差异。

微机由于其通用性，可以适用于各种各样的应用场景。

微机可以用于办公、游戏、娱乐、科学计算等不同领域，也可以用于编程和开发软件。

而单片机主要用于控制系统和嵌入式系统，如智能家居、智能手表、医疗设备等。

由于单片机的特点，它可以更好地满足对实时性要求较高的控制应用。

总结来说，微机原理和单片机原理在结构、功能和应用方面存在一定的区别。

微机结构复杂、功能强大，适用于各种不同的应用场景；而单片机结构简单、功耗低，主要用于控制和嵌入式应用。

在选择使用哪种计算机原理时，需要根据具体的应用需求和资源限制进行权衡。