第1课单片机概述-电子工程世界

分享到: 微博; QQ; 微信; LinkedIn

1 、什么是单片机

　在解释什么是单片机前，我们先来看看我们日常生活人人都见到过的微型计算机系统，如图1所示，一个完整的计算机系统主要包括显示器、主机、键盘和鼠标四大组成部分。

图1　微型计算机系统组成

当然这里所说的计算机系统由上面四大部分组成，并不严谨，实际上上面四部分应该说是计算机系统硬件系统，除了硬件系统外，要让计算机发挥其强大的功能还必须得加上各种各样的软件系统，如windows、 office等，完整的计算机系统内部结构如图2所示。

图2　微型计算机系统内部结构图

现在我们可以这样给计算机下定义：一台完整的且能正常工作的计算机要有这样几个部份构成：CPU（进行运算、控制）、RAM（数据存储）、ROM（程序存储）、输入/输出接口（例如：串行口、并行输出口等）、输入／输出设备（鼠标、键盘、显示器等），当然还应加上各种各样的软件系统。在个人计算机上其中CPU、RAM、ROM（程序存储）、输入/输出接口被分成若干块芯片，安装在一块的印刷线路板上，我们称之为主板。

有了上面的理解，我们就可以正式引出单片机概念了。我们把主板上的CPU、RAM、ROM、输入/输出接口全部集成在一块微型的集成电路芯片上，就构成了单芯片微型计算机，简称为单片机，如图3所示。

图3　单片机应用系统示意图

这里要补充几点，

一、单片机毕竟和计算机的应用方面不同，除了集成了CPU、RAM、ROM、输入/输出接口外，根据单片机各类的不同，还有可能会集成另外的一些模块，如定时器、中断系统、AD、PWM等。

二、和计算机一样，光有主板，是不能完成任何功能的，单片机要完成相应的功能，还得加上输入设备（如按键、传感器等）、输出设备（数码管、1602、12864液晶等）以及最为重要的部分程序。前面的单片机和输入设备、输出设备我们称为单片机系统的硬件系统、后者程序我们软件系统，也就是一个单片机应用系统由硬件系统和软件系统共同组成，硬件是基础，软件是在硬件的基础上对单片机的各种资源进行合理的调配和使用，从而完成系统所要求的任务，二者相辅相成，缺一不可。三、一个单片机应用系统除了单片机自身外，其它所有的硬件系统和软件系统都需要设计人员自行设计，我们把这部分人称之外单片机设计工程师。

下面给单片机正式下个定义：在一块集成电路芯片上集成了CPU、存储器(RAM、ROM) CPU、RAM、ROM（程序存储）、输入/输出接口电路等，从而组成了单芯片微型计算机、简称单片机，也就是单片机实际是一种类内部集成了计算机核心技术的智能芯片（或者说计算机、电脑和集成电路等都可以）。

这里需要注意的是尽管单片机和日常用的计算机在内部结构上有很多相似的地方，但还是有很多的不同。通用计算机系的技术要求是高速、海量的数值计算−技术发展方向是总线速度的无限提升,存储容量的无限扩大。嵌人式计算机（单片机）要求则是对象的智能化控制能力。技术发展方向是与对象系统密切相关的嵌人性能、控制能力与控制的可靠性。

2、单片机有什么用

说到单片机应用，那可就太多了，曾经有人这样说过“凡是能够想到的地方，单片机都可以用上”，这句话其实一点都不夸张，全世界单片机的年产量数以亿计，据有关人士预测，到2016年，全世界单片机的年产量将达到200亿之多。单片机应用范围之广、花样之多，短时间也不可能祥述，这里先列举几个简单的例子。[page]

一．电子万年历

如图4所示，为大家生活中常见的电子万年历，可以显示年、月、日、时间、温度等息，这就是一个以单片机为核心的电子产品，其中左边用红色边框标记的就是一块40引脚的51单片机，再加上一些其它的外围器件和程序就可以实现上述功能。

图4　电子万年历

二.摩托车防盗器

如图5所示为一摩托车防盗器，右边的为防盗器主机的PCB图，通过编程人员把程序写好后下载到防盗器内部的单片机中，就可以实现防盗、报警、遥控熄火等多种功能。

图5　摩托车防盗器

上面只列举了单片机应用的两个简单的例子，其实单片机的应用远远不止这些，小到日常生活，大到国防工业，都有单片机的身影存在。如家用电器方面的冰箱、空调、洗衣机、微波炉、MP3、MP4，电信方面的手机、台式电话机、无线对讲机、调制解调器，办公自动化方面的复印机、传真机、电子计算器、智能打字机，工业控制方面的自动生产线，工业机器人，当然除此之外还有诸如电子玩具、仪器仪表、汽车电子、导弹、飞机、神5、神６等无一不跟单片机有关,更具体的如图６所求。

图6　单片机的应用

所以对单片机的作用我们可以用这样一句话归纳：凡是要实现自动控制、智能化相关的电子产品都可以用单片机来实现。当然在实际的设计中我们必须根据实现需要选择合适的单片机。

3、单片机的历史、发展和种类及51单片机

自从1975年TI公司生产出第一块单片机TMS1000后，单片机先后经历了由4位机到8位机、再到16位机，到现目前出现了大量的32位机的发展过程。目前单片机种类繁多，生产厂商也遍布全球，主要有厂商和典型单片机如美国微芯片公司:PIC16C××系列，美国Atmel公司的AT89S51系列、ＡＶＲ系列，美国飞思卡尔公司的MC9S08系列、MC9S12等，法国意法半导体STM32系列，德国ＴＩ公司的ＭＳＰ４３０系列等等，目前全球所有单片机生产量加起来也达到上百亿的的年产量，并且这一数字还在不断的迅猛增长，但很遗憾的中国目前基本还没有开发和生产单片机的能力，不过好的是目前有部分科研机构在这方面已经取得了很好的进展，希望中国能够早一天造出自己的单片机

关于单片机的历史、发展和种类这里我们只作简单的介绍，更多更祥细的资料希望大家通过查阅相关资料获得，下面说一下51单片机。

1980年，Intel公司推出了MCS-51系列单片机，该系列的单片机在原来的MCS-48系列的基础上增加了更多的电路单元和指令，这一系列单片机包括了好些品种，如8031，8051，8751，8032，8052，8752等，其中8051是最早最典型的产品，该系列其它单片机都是在8051的基础上进行功能的增、减、改变而来的。后来Intel公司由于忙于开发PC及高端微处理器而无精力继续发展自己的单片机，于是将51系列单片机的内核技术转卖给其它公司，其它公司又在此内核的基础上增加了许多功能模块，最终形成的现如今天的众多的51内核单片机，如ATMEL公司ＡＴ89系列，Philips公司的ＬＰＣ系列、宏晶科技的STC89系列等。后来人们就把所有以Intel公司MCS-51内核为基础生产出来的单片机统称为51单片机（关于51的内核结构，即内部组成和结构，我们在后来的教程给大家讲解到）。这次我们用的实验板采用的就是宏晶科技的STC89C52单片机，如图6所示。

图6　实验板上的51单片机

关键字：单片机计算机系统引用地址：第1课单片机概述

上一篇：第3课点亮第一个发光二极管
下一篇：STC89C52-秒表（精确10ms）同时LED二进制计数

推荐阅读最新更新时间：2024-03-16 14:02

PIC18单片机的CANopen通信协议简介及设计

CAN总线由于具有实时性和可靠性高、组网成本低等优点，近年来在汽车工业、楼宇自动化、工厂自动化、机器人控制等领域得到广泛应用。CANopen协议不仅定义了通信规范，而且为可编程系统、不同器件、接口等设备应用子协议定义了大量的行规。遵循CANopen协议开发出的设备能实现不同生产厂家的产品间的互操作。要掌握CANopen协议，重点是对对象字典和设备模型的理解以及对4类通信对象的掌握。本文先对CANopen协议进行削析，再重点介绍在PICl8F458单片机上开发基于CANopen协议的节点，最后通过温度测控系统实验验证了系统信息传递的可靠性、准确性和实时性。 1 CANopen通信协议简介 CANopen协议是CiA协会基于

[单片机]

AVR单片机教程——定时器中断

本文隶属于AVR单片机教程系列。中断，是单片机的精华。中断基础当一个事件发生时，CPU会停止当前执行的代码，转而处理这个事件，这就是一个中断。触发中断的事件成为中断源，处理事件的函数称为中断服务程序（ISR）。中断在单片机开发中有着举足轻重的地位——没有中断，很多功能就无法实现。比如，在程序干别的事时接受UART总线上的输入，而uart_scan_char等函数只会接收调用该函数后的输入，先前的则会被忽略。利用中断，我们可以在每次接受到一个字节输入时把数据存放到缓冲区中，程序可以从缓冲区中读取已经接收的数据。 AVR单片机支持多种中断，包括外部引脚中断、定时器中断、总线中断等。每一个中断被触发时，通过中断向

[单片机]

PIC单片机之定时器（TMR1）

之前我们讲解了TMR0定时器，现在我们来讲解16位定时器TMR1，TMR1和TMR0最大的差别就是TMR1是16位定时器。所以TMR1两个八位寄存器 TMRH 和TRMRL组成.许多有关定时器的基础知识我就不在赘述了可以看TMR0的文章。我单刀直入讲实例了。实例讲解：如果我们想隔0.5S输出个高电平，0.5S输出个低电平那要怎么做呢？首先：先选择合适的时钟频率和预分频。这个只要满足需要的延时时间就行了。这里我们选择时钟为4MHZ，预分频为1:8；然后：设置TMR1定时器的初始值，初始值的作用即是设置TMR1的溢出时间，（设置溢出时间的原因是）比如在初始值为0的情况下，定时器需要经过524288us的时间才溢出，如果初始

[单片机]

在51系列单片机上移植uCOS-II

引言：随着各种应用电子系统的复杂化和系统实时性需求的提高，并伴随应用软件朝着系统化方向发展的加速，在16位/32位单片机中广泛使用了嵌入式实时操作系统。然而实际使用中却存在着大量8位单片机，从经济性考虑，对某些应用场合，在8位MCU上使用操作系统是可行的。从学习操作系统角度，uC/OS- II for 51即简单又全面，学习成本低廉，值得推广。结语：μC/OS-II具有免费、简单、可靠性高、实时性好等优点，但也有缺乏便利开发环境等缺点，尤其不像商用嵌入式系统那样得到广泛使用和持续的研究更新。但开放性又使得开发人员可以自行裁减和添加所需的功能，在许多应用领域发挥着独特的作用。当然，是否在单片机系统中嵌入μC/OS-II应视所开发的项

[单片机]

芯旺微电子发布符合ASIL-B汽车功能安全等级的MCU KF32A158

六十载栉风沐雨风雪载途，甲子间踔厉奋发笃行不怠。10月25日，第30届中国汽车工程学会六十周年年会暨展览会（SAECCE 2023）在北京·北人亦创国际会展中心盛大开幕，芯旺微电子携底盘动力、智能座舱、电机电源和车身控制四大域几十款车规展品出席活动现场，并在会上重磅发布符合ASIL-B汽车功能安全等级的32位车规级 MCU KF32A158。凭借在汽车市场十余年的深厚积累与技术沉淀，芯旺微电子已于2022年获得ISO26262 ASIL-D流程认证和IATF16949汽车质量管理体系认证证书，今年上半年部分核心MCU 产品获得ISO26262 ASIL-B产品认证证书，稳扎稳打，持续进化，为KF32A

[汽车电子]

基于51单片机的步进电机驱动电路设计

　　步进电机在控制系统中具有广泛的应用。它可以把脉冲信号转换成角位移，并且可用作电磁制动轮、电磁差分器、或角位移发生器等。　　有时从一些旧设备上拆下的步进电机(这种电机一般没有损坏)要改作它用，一般需自己设计驱动器。本文介绍的就是为从一日本产旧式打印机上拆下的步进电机而设计的驱动器。本文先介绍该步进电机的工作原理，然后介绍了其驱动器的软、硬件设计。　　1. 步进电机的工作原理　　该步进电机为一四相步进电机，采用单极性直流电源供电。只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电，就能使步进电机步进转动。图1是该四相反应式步进电机工作原理示意图。　　图1 四相步进电机步进示意图　　　　开始时，开关SB接

[单片机]

TJA1020+51单片机实现的LIN总线通讯源程序(master+slave)

LIN mater的51单片机代码 /**************master*****************/ #include REGX52.H #include intrins.h sbit p31=P3^1; sbit k1=P1^0; sbit k2=P1^1; sbit p20=P2^0; unsigned char t; unsigned char sendflag, flag; void delay(unsigned int i) { while(i--); } void send() { // 同步 ID data1 data2 data

[单片机]

单片机学习之PROTUES

Keil相信大家都很熟悉了，这里简要说一下protues：元件库很丰富，除一般电路仿真外，还可以仿真51系列、PIC、AVR、ARM等单片机，并且可以与IAR、Keil和MPLAB等编译软件结合使用进行软件调试。关于protues的详细介绍，请看百度百科： http://baike.baidu.com/view/1639293.htm?fr=ala0_1 目前protues更新到7.5/7.6版本，7.5版本软件的下载地址： http://www.laogu.com/ssw_2732.htm 这里提供一个中文教程地址： http://ishare.iask.sina.com.cn/f/8017139.html 另外对上面的

[单片机]