单片机的基础知识

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1、单片机基本知识1.1概述电子计算机是20世纪人类最伟大的发明之一。自从1946年第一台电子计算机发明以后，子算计的研制得到了快速的发展，应用的范围也不断地扩大,对人类社会以及文明的发展起到了极大地推动作用。然而微型计算机产生及发展才是真正是计算机的应用能够深入到社会生活的各个领域，及人类社会大步跨进计算机时代的真正原因。1.1.2微型计算机。在微型计算机出现之前，计算机已有很大的发展。但这时的计算机主要是大中小型机，体积大，能耗大，价格昂贵，而且应用范围有限（主要用于政府部门，学校，科研部门及一些公司企业）个人是不可能拥有的。微型计算机与巨，大，中，小型计算机的主要区别是，其中

2、的CPU（CentralPro-cessingUnit）是集成在一小片硅片上的，而巨大中小型计算机的CPU则是由相当多的电路组成，为了与之区别，微型计算机的CPU也可以称为微处理器MPU。微处理器（通常也称为CPU）是一种大规模的集成电路器件，其中包含了计算机的控制部件和运算部件，具有运算和控制功能。微处理器加上同样采用大规模集成电路制成的用于存储程序和数据的内存，以及与输入输出设备相衔接的输入输出接口电路就构成了微型计算机。如果将微处理器，内存和输入输出接口电路集成在一跨期集成电路芯片上，称为单片微型计算机简称单片机。1.1.3单片机的发展概括单片机一词最初源于“Single

3、ChipeMicrocomputer”，它真切的反映了早期单片机的形态和本质。按照面向对象，突出控制功能，在片内设置了许多外围电路以及外设接口，突破了传统意义的计算机结构，发展成Microcontroller的体系结构，目前国外已广泛称之为微控制器MCU。鉴于它完全作为嵌入式应用，故又称之为嵌入式为控制器。而国内单片机一词以约定成俗，至今仍在使用。单片机的发展大致可分为四个阶段：第一阶段：单片机探索阶段。以Intel公司MCS-48，Motorola公司6081为代表属低档型8位机。第二阶段：单片机完善阶段不。以Intel公司MCS-51，Motorola公司68HC05为代表

4、属高档型8位机。此阶段，8位单片机体系进一步完善，特别是MCS-51系列单片机在世界和我国得到了广泛的应用从而奠定了其在经济领域的经典地位。13第三阶段：8位机和16位机相竞争阶段，也是单片机向微控制器发展的阶段。此阶段Intel公司推出了16位元的MCS-96系列单片机，同时世界其它的制造商也纷纷研制出了性能优异的16位元元单片机，但是由于价格比较昂贵的原因没能得到广泛的推广。然而由于CS-51系列单片机系列其性能价格比高，却得到了广泛的应用，吸引了世界许多知名芯片制造商竞相使用以为内核，扩展部分测控系统中使用的电路技术，接口技术、A/D、D/A和看门狗等功能部件，推出了许多

5、与80C51兼容的8位单片机。强化了微控制器的特征，巩固和发展了8位单片机的主流地位。第四阶段：微控制器全面发展阶段。随着单片机在各个领域全面深入的发展和应用，世界各大电气、半导体厂家普遍的投入，从而出现了高速、大寻址范围、强运算能力的8位/16位/32位通用型单片机及小型廉价的专用型单片机，全面发展的时代。从应用角度单片机大致分为以下几类：（1）通用型/专用型所谓专用/通用，是指其应用范围。如80C51，属通用型单片机，不是为了某种专门应图设计的。还有一些单片机是针对某一类产品，甚至某一产品设计的，例如DVD。专用型单片机可最大的简化系统结构，提高资源利用率，降低成本。（2）

6、总线型/非总线型总线型单片机普遍设置有并行地址总线、数据总线和控制总线，这些引脚可以用来并行扩展外围器件。非总线型单片机从实用角度可分为两类，一类是有并行总线但并不并行扩展，原用于并行扩展的地址总线、数据总线引脚直接用于I/O口，即使需要扩展也通过串行口扩展；另一类是将需要的外围器件及外设接口直接集成在单片机内，省去原用于并行扩展的地址总线、数据总线和无用的控制端线，这样减少了芯片引脚数和芯片体积。由于单行扩展技术的发展，以及在pianFlashROM的应用，非总线型单片机逐渐成为单片机发展的主流方向。（3）CISC/RISC指令结构早期的单片机大多是CISC结构系统，指令复杂

7、，指令代码、周期数不统一因此指令运行很难实现流水线操作，大大阻碍了运行速度的提高，如MCS-51系列单片机。采用RISC结构体系，精简指令后绝大多部分成为周期指令，而起通过程序内存的宽度，实现一个存储地址单元存放一条指令，从而实现流水线操作，在fosc相同的条件下，大大提高了指令运行的速度，如PLC系列单片机。（4）OTPROM型/EPROM型/FlashROM型单片机的片内ROM主要有以下几种形式：OTPROM、EPROM和FlashROM。OTPROM13仅适用于大批量生产的成熟产品。在