单片机概述

第一章   单片机概述

 

单片微型计算机作为微机家族中的一员，自1976年问世以来，以其极高的性能价格比，越来越受到人们的重视和关注。单片机的出现已使计算机受到广泛的应用。

在国内，尽管开发和应用单片机的时间不长，但已收到了明显的成效。目前单片机已成功地运用在智能仪表、机电设备、过程控制、数据处理、自动检测和家用电器等各个方面。

 

1-1       单片机发展概况

 

什么叫单片机？普遍认为单片机就是在一块硅片上集成了CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和多种I/O口（如并行、串行及A/D变换器等）的一个完整的数字处理系统。

单片机的分类？单片机分为通用型和专用型两大类，通常所说的和本书所介绍的单片机是指通用型单片机。通用型单片机是把可开发资源（如ROM、RAM、I/O口等）全部提供给使用者，例如各种系列型单片机。专用型单片机也叫专用微控制器，例如频率合成调谐器、录音机芯控制器、打印机控制器。

单片机的发展？单片机的品种日益增多。单片机应用广泛的一个重要原因是其外围配套接口芯片品种齐全，单片机可根据不同的需要，选择不同的外围接口芯片，并且接口电路简单，很容易组成各种不同的应用系统。

 

1-2       单片机的应用

 

单片机最初是作为性能评价的实验性装置，由于结构简单、价格便宜、使用方便，因而易于推广。但也应看到，它仍有明显的局限性。这表现在开发不方便，针对性不强，难于获得较佳的性能价格比，体积仍比较大，抗干扰能力差，不便于产品化。

单片机的应用范围很广，已深入到各个领域：

1.       工业方面：电机控制、工业机器人、过程控制、数字控制、智能传感器等。

2.       仪器仪表方面：智能仪器、医疗器械、色谱仪、示波器。

3.       民用方面：电子玩具、高级电视游戏机、录像机、激光唱机。

4.       通讯方面：调制解调器、智能线路运行控制、程控交换技术。

5.       导弹与控制方面：导弹控制、鱼雷制导控制、智能武器装置、航天飞机导航系统。

6.       数据处理方面：磁带机、打印机、彩色与黑白复印机、温氏硬盘驱动器。

7.       汽车方面：点火控制、变速器控制、防滑刹车、排气控制。

 

1-3       MCS-51系列单片机

 

Intel公司在研制成8080多片微型计算机后，于1976年推出了真正的单片机——MCS-48系列微型计算机。MCS-48最典型的产品为8048，它是在一个40只引脚的大规模集成电路内包含有8位CPU，1K字节的ROM程序存储器，64个字节的RAM数据存储器，一个8位的定时器/计数器，27根输入输出线。

在80年代初又推出了MCS-51系列高性能的8位单片微型计算机，它和MCS-48系列相比，在片内存储器容量、I/O口的功能以及指令系统功能等方面，都大大地得到加强。MCS-51单片机特别适用于实时控制、智能仪表、主从结构的多片机系统等领域。

从应用角度看，MCS-51单片机具有如下一些功能：

1.       集成度高，

2.       系统结构简单，

3.       可靠性高，

4.       处理能力强，速度高，

5.       容易产品化。

MCS-51系统单片机包括8051、8751和8031 这三个基本产品，还包括8052、8032等改进型产品，它们的引脚和指令系统完全兼容，但在内部结构和应用特性方面存在一些差异。

8051内部包含一个8位的微处理器、128个字节的RAM、4K字节的ROM、21个特殊功能寄存器、4个8位并行口、一个全双工的串行口、两个16位的定时器/计数器。单片机8051就是一个完整的计算机。8051中的ROM内的程序是Intel公司制作芯片时，代为用户烧制的，出厂的8051都是含有特殊用途的专用单片机，目前在国内很难采用。

8751具有4K字节的EPROM，用户可以将程序固化在EPROM中。

8031内部没有ROM，但外接一片EPROM就相当于8051，它具有价格低、功能强、使用灵活、开发方便等特点，适合于在我国推广应用。