微控制器原理及应用(原理篇)
PWM基本原理及其应用实例
PWM基本原理及其应用实例PWM基本原理及其应用实例2009-06-26 14:12:02| 分类：嵌入式技术探索| 标签：|字号大中小订阅～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～理论篇（一）原理介绍～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～PWM（Pulse Width Modulation）控制——脉冲宽度调制技术，通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形（含形状和幅值）。
PWM控制技术在逆变电路中应用最广，应用的逆变电路绝大部分是PWM型，PWM控制技术正是有赖于在逆变电路中的应用，才确定了它在电力电子技术中的重要地位。
1 PWM控制的基本原理理论基础：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。
冲量指窄脉冲的面积。
效果基本相同，是指环节的输出响应波形基本相同。
低频段非常接近，仅在高频段略有差异。
面积等效原理：分别将如图1所示的电压窄脉冲加在一阶惯性环节（R-L 电路）上，如图2a所示。
其输出电流i(t)对不同窄脉冲时的响应波形如图2b所示。
从波形可以看出，在i(t)的上升段，i(t)的形状也略有不同，但其下降段则几乎完全相同。
脉冲越窄，各i(t)响应波形的差异也越小。
如果周期性地施加上述脉冲，则响应i(t)也是周期性的。
用傅里叶级数分解后将可看出，各i(t)在低频段的特性将非常接近，仅在高频段有所不同。
用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波，正弦半波N等分，看成N个相连的脉冲序列，宽度相等，但幅值不等；用矩形脉冲代替，等幅，不等宽，中点重合，面积（冲量）相等，宽度按正弦规律变化。
SPWM波形——脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形。
图3 用PWM波代替正弦半波要改变等效输出正弦波幅值，按同一比例改变各脉冲宽度即可。
PWM电流波：电流型逆变电路进行PWM控制，得到的就是PWM电流波。
微控制器工作原理
微控制器工作原理微控制器工作原理1. 引言2. 什么是微处理器？3. 微控制器的使用4. BASIC Stamp 程序设计5. BASIC Stamp的实际操作6. 制作数字时钟7. 制作数字温度计引言今天，在大量形形色色的产品中，都可以看到微控制器的影子。
如果你的微波炉有发光二极管或是液晶显示屏和操作按键，那么它就装有微控制器。
现在所有的汽车都至少装有一个微控制器，多的可达六到七个：发动机、防抱死刹车系统和定速巡航控制都离不开微控制器的控制。
任何配有遥控装置的设备几乎都装有微控制器：电视机、录像机和高端的立体声系统都属于这一类。
精密的单反相机、数码相机、手机、便携摄像机、电话应答机、激光打印机、带来电显示和号码存储等功能的电话、寻呼机、功能全面的电冰箱、洗碗机、洗衣机以及带有显示屏和操作键盘的干衣机……你应该有所了解了。
总的来说，任何需要与用户进行交互的产品或设备都内置有微控制器。
在本文中，我们将探讨微控制器，帮助你了解它们的本质和工作原理。
之后我们将进一步介绍如何能够亲自动手使用微控制器。
提前透露一下，我们将制作一个带有微控制器的数字时钟！此外，我们还将制作一支数字温度计。
在整个过程中，你将学到大量关于微控制器如何应用于商业产品的知识。
什么是微处理器？一个微处理器就是一个计算机。
所有的计算机——无论我们所说的个人台式计算机或是一台大型计算机或是一个微控制器——都有很多共同点：•所有的计算机都有一个用来执行程序的CPU（中央处理单元）。
如果你正坐在一台台式计算机前阅读这篇文章，这台计算机的CPU现在正在执行一个程序，这个程序就是用于显示这个网页的Web浏览器。
•CPU从某个设备中加载程序。
在你的台式计算机上，浏览器程序是从硬盘中载入的。
•计算机具有一些用来存储“变量”的RAM（随机存取存储器）。
•此外，计算机还有一些输入和输出的设备，这样它才能和用户交换信息。
在你的台式计算机上，键盘和鼠标是输入设备，显示器和打印机是输出设备。
微控制器原理及应用(原理篇)
微控制器原理及应用第一章 绪论一、 什么是微控制器？微控制器（Microcontroller）俗称单片机（Single-chip Microcomputer）,也称为微处理器（Microprocessor）。
它是把微型计算机的主要部件都集成在一块芯片上的单芯片微型计算机。
图1-1 微型计算机系统结构微处理器包括了中央处理器单元（CPU）、程序存储器（ROM）、数字存储器（RAM）、定时器/计数器（Timer/Counter）、输入/输出口（I/O），及中断系统、串行通讯接口。
有些甚至还集成了脉宽调制器（PWM）、DMA控制器、液晶显示驱动器（LCD）、模/数转换器（A/D）、数/模转换器（D/A）等。
因此，微处理器可以看成是一个不带外设的微型计算机。
二、 微控制器的发展概况自从1974年12月美国仙童(Fairchild)公司第一个推出8位微控制器F8以来，以惊人的速度发展，从4位机、8位机发展到16位机、32位机，集成度越来越高，功能越来越强，应用范围越来越广。
到目前为止，微控制器的发展主要可分为以下四个阶段：第一阶段：4位微控制器。
这种微控制器的特点是价格便宜，控制功能强，片内含有多种I/O接口，如并行I/O接口、串行I/O接口、定时器/计数器接口、中断功能接口等。
根据不同用途，还配有许多专用接口，如打印机接口、键盘及显示器接口，PLA(可编程逻辑阵列)译码输出接口，有些甚至还包括A／D、D／A转换，PLL(锁相环)，声音合成等电路。
丰富的I/O功能大大地增强了4位微控制器的控制功能，从而使外部接口电路极为简单。
第二阶段：低、中档8位机(1974—1978年)。
这种8位机一般寻址范围通常为4KB。
它是8位机的早期产品，如Mostek公司的3870、hItel公司的8048等微控制器即属此类。
MCS-48系列微控制器是Intel公司1976年以后陆续推出的第一代8位微控制器系列产品。
它包括基本型8048、8748和8035；强化型(高档)8049、8749、8039和8050、8040；简化型(低档)8020、8021、8022：专用型UH。
单片机控制原理及其应用
单片机控制原理及其应用单片机（Microcontroller）是一种集成电路芯片，具有计算机的各种功能，包含中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备等。
单片机的控制原理是通过指令的执行来控制外部设备，实现各种应用。
本文将介绍单片机的控制原理，并讨论其应用领域。
一、单片机控制原理1. 中央处理器（CPU）单片机的核心是中央处理器（CPU），它负责执行指令并控制外部设备。
中央处理器包含运算器、控制器和寄存器等组件。
运算器负责执行算术和逻辑运算，控制器负责解码指令并控制程序的执行，寄存器用于存储临时数据和地址等信息。
中央处理器通过时钟信号来同步各个组件的操作，确保指令按照正确的顺序执行。
2. 存储器单片机的存储器分为程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）。
程序存储器用于存储程序代码，数据存储器用于存储运行时的数据。
程序存储器是只读的，程序代码一般在开发阶段被烧录到ROM中，以保证程序的稳定性和安全性。
数据存储器可以读写，用于存储中间结果和运行时数据。
3. 输入输出设备单片机通过输入输出设备与外部环境进行交互。
输入设备将外部信号输入单片机，如传感器、按键等。
输出设备将单片机的控制信号输出到外部设备，如LED 灯、电机等。
单片机的输入输出接口可以通过并行口、串行口、模拟口等方式实现。
4. 中断机制为了实现对实时事件的响应和处理，单片机引入了中断机制。
中断是一种硬件或软件触发的异常事件，并打断正常指令的执行。
当发生中断时，CPU会保存当前的运行状态，然后跳转到中断服务程序进行处理。
中断服务程序执行完毕后，CPU再恢复到之前的运行状态继续执行。
中断机制使得单片机可以同时处理多个任务，并提高了系统的响应速度和实时性。
二、单片机的应用1. 家电控制单片机广泛应用于家电控制领域，如空调、冰箱、洗衣机等。
通过单片机的控制，可以实现家电设备的智能化和自动化控制。
例如，可以通过温度传感器获取房间温度，然后根据设定的温度值控制空调的开关和风速。
微控制器原理及应用答案
微控制器原理及应用答案微控制器原理及应用答案【篇一：单片机原理及应用课后完整答案】txt>第一章1. 为什么计算机要采用二进制数？学习十六进制数的目的是什么？在计算机中，由于所采用的电子逻辑器件仅能存储和识别两种状态的特点，计算机内部一切信息存储、处理和传送均采用二进制数的形式。
可以说，二进制数是计算机硬件能直接识别并进行处理的惟一形式。
十六进制数可以简化表示二进制数。
2．(1) 01111001 79h (2) 0.11 0.ch (3) 01111001.11 79.ch(4) 11101010.101 0ea.ah (5)01100001 61h (6) 00110001 31h3.(1) 0b3h4.(1)01000001b65 (2) 110101111b 431 (3)11110001.11b 241.75(4)10000011111010b 84425.(1) 00100100 00100100 00100100(2) 10100100 11011011 11011100(3)1111 1111 1000 00001000 0001 (4)10000000 110000000 10000000(5) 10000001 11111110 11111111(6)100101110 1110100101110100116.00100101b 00110111bcd 25h7.137 119898．什么是总线？总线主要有哪几部分组成？各部分的作用是什么？总线是连接计算机各部件之间的一组公共的信号线。
一般情况下，可分为系统总线和外总线。
系统总线应包括：地址总线（ab）控制总线（cb）数据总线（db）地址总线(ab)：cpu根据指令的功能需要访问某一存储器单元或外部设备时，其地址信息由地址总线输出，然后经地址译码单元处理。
地址总线为16位时，可寻址范围为216=64k，地址总线的位数决定了所寻址存储器容量或外设数量的范围。
单片微控制器的组成原理
单片微控制器的组成原理
单片微控制器通常由以下几个部分组成：
1. 中央处理器单元（CPU）- 执行指令的核心部分，包括算术逻辑单元（ALU）、累加寄存器（AC）、程序计数器（PC）、指令寄存器（IR），控制单元（CU）等。
2. 存储器- 用于存储各种程序、数据和指令的地方，包括ROM、RAM等。
3. 输入/输出接口（I/O）- 与外部设备进行通信的接口部分，可包括串行通信口（UART）、并行口（GPIO）、定时器/计数器和模拟输入/输出等。
4. 时钟电路- 用于为微控制器提供时钟信号，以控制器内所有元件的同步运行。
5. 系统复位电路- 用于当微控制器启动时，初始化各个部件的状态，达到正常运行状态。
6. 地址总线、数据总线和控制总线- 用于的微控制器内部各元件之间的数据传输及控制信号传输。
总之，单片微控制器是由多种不同的硬件、软件和驱动程序组成的，能够实现各种应用，如嵌入式系统、智能家居、汽车电子、工业自动化等。
微控制器原理1
以MCU为核心的系统基本组成
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• 嵌入式系统的特点 ----与通用计算机对比
1．嵌入式系统属于计算机系统，但不单独以通 用计算机的面目出现 2．嵌入式系统开发需要专用工具和特殊方法 3．使用MCU设计嵌入式系统，数据与程序空间采 用不同存储介质 4．开发嵌入式系统涉及软件、硬件及应用领域 的知识 5．嵌入式系统的其他特点 可靠性、实时性、成本、功耗、生命周期、知识 综合等。
单片机系列概述
PIC系列单片机 由美国Microchip公司推出的PIC单片机系列产品 ，采用RISC结构的嵌入式微控制器，其高速度、 低电压、低功耗、大电流LCD驱动能力和低价位 OTP技术等都体现出单片机产业的新趋势。 现在PIC系列单片机在世界单片机市场的份额排 名中已逐年升位，尤其在8位单片机市场，排名 第二位。在全球都可以看到PIC单片机从电脑的 外设、家电控制、电讯通信、智能仪器、汽车电 子到金融电子各个领域的广泛应用。现今的PIC 单片机已经是世界上最有影响力的嵌入式微控制 器之一。MPLAB IDE集成工具。
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4．只读存储器 只读存储器ROM（Read Only Memory），数据可以读出 ，但不可以修改，所以称之为只读存储器。 5．闪速存储器 闪速存储器简称闪存，是一种新型快速的E2PROM。由 于工艺和结构上的改进，闪存比普通的E2PROM的擦除 速度更快，集成度更高。 6．模拟量与开关量 模拟量是指时间连续、数值也连续的物理量，如温度 、压力、流量、速度、声音等。 开关量是指一种二值信号，用两个电平（高电平和低 电平）分别来表示两个逻辑值（逻辑1和逻辑0）。
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1. 名词解释:
思考题：
1.单片机内部主要集成了哪些资源?
25
10．集成电路互连总线标准 I2C（另一种简写为IIC，Inter-Integrated Circuit ），是一种由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，主 要用于用户电路板内MCU与其外围电路的连接。 11. 通用串行总线 通用串行总线（USB，Universal Serial Bus），是 MCU与外界进行数据通信的一种新的方式，其速度快， 抗干扰能力强，在嵌入式系统中得到了广泛的应用。 12．控制器局域网 控制器局域网（CAN，Controller Area Network）， 是一种全数字、全开放的现场总线控制网络，目前在 汽车电子中应用最广。
单片机原理及应用-微控制器概述
• ● 時鐘和複位發生器（CRG）
• - 低雜訊、低功耗皮爾斯振盪器，晶體頻率多選
• - 內部數字濾波、頻率調製的鎖相環（PLL）
•
- 看門狗（COP watchdog）
•
- 即時中斷
•
- 時鐘監視器
• - 從STOP模式快速喚醒
• 記憶體選項（Memory）
• - 64/128/256KB Flash EEPROM，帶ECC糾錯 （S12XD可達512 KB）
MCS-51單片機功能特性及其最小系統
主要特性：8位CPU，111條指令，40引腳，128Bytes RAM， 4KBytes EEPROM，4個8位並行I/O口，1個串行I/O口，
2個定時器，5個中斷源，……
最小系統電路原理圖
組合語言程式： ORG 0000H SJMP START ORG 0040H
Freescale S12(X)系列MCU的命名規則
MC 9 S12X S 256B х хх E ①②③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
①產品狀態
MC：Fully Qualified，常用 ②ROM記憶體類型標誌
無：帶ROM或無，7：EPROM， 8：EEPROM，9：FLASH （常用） ③CPU標誌 CPU核，S12或S12X ④子系列標誌
• - 增強指令集，指令佇列，增強型索引尋址
• ● 中斷控制管理模組（INT）
• - 支持7層嵌套中斷，每層靈活的中斷源分配；
• - 可編程優先順序；非遮罩外部中斷(XIRQ) 高優先順序
• - 支持部分外設和端口的喚醒中斷
• - 可編程的上升沿或下降沿觸發
• ● 模組映射控制（MMC），運行監視調試（DBG）和單線背景調試模式 （BDM）
微控制器原理2
1985年4月26日，第一个ARM原型在英国剑 桥的Acorn计算机有限公司诞生，由美国加 州SanJoseVLSI技术公司制造。目前，ARM 微处理器已遍及各类嵌入式产品市场，基 于ARM技术的微处理器的应用，约占据了32 位RISC微处理器75％以上的市场份额，ARM 技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。
堆栈和堆栈指针概念
内存中开辟的一端固定（栈底），一端活动（栈顶） 的存储空间，R13（MSP主堆栈指针或PSP进程堆栈指 针）始终指向栈顶，数据存取都从栈顶进行（先进 后出）。堆栈只有一个出入口，即当前栈顶。当堆 栈为空时，栈顶和栈底指向同一内存单元。
堆栈有两个基本操作：PUSH（进栈）和POP（出栈）。 PUSH操作使栈顶向低地址方向移动（SP-4），而POP 操作则刚好相反（SP+4）
2. Kinetis L系列MCU的共性 Kinetis L系列MCU由五个子系列组成，分别是： KL0x、KL1x、KL2x、KL3x、KL4x。从应用的角度而 言，KL0x属于入门级芯片，KL1x属于通用型芯片， 而KL2x、KL3x、KL4x则更具针对性，KL2x系列具有 USB OTG技术，KL3x系列支持段式LCD，KL4x系列为 KL的旗舰系列，支持功能也最丰富。 Kinetis L系列MCU在内核、低功耗、存储器、 模拟信号、人机接口、安全性、定时器及系统特性 等方面具有一些共同特点。
5.特殊功能寄存器
APSR、IPSR、EPSR
APSR：用于反映ALU的运算结果的某些特征。 C：进位标志（Carry Flag） Z：零标志（Zero Flag） N：符号标志（Negative Flag） V：溢出标志（Overflow Flag） 中断屏蔽寄存器：屏蔽可屏蔽中断
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微控制器原理及应用第一章 绪论一、 什么是微控制器？微控制器（Microcontroller）俗称单片机（Single-chip Microcomputer）,也称为微处理器（Microprocessor）。
它是把微型计算机的主要部件都集成在一块芯片上的单芯片微型计算机。
图1-1 微型计算机系统结构微处理器包括了中央处理器单元（CPU）、程序存储器（ROM）、数字存储器（RAM）、定时器/计数器（Timer/Counter）、输入/输出口（I/O），及中断系统、串行通讯接口。
有些甚至还集成了脉宽调制器（PWM）、DMA控制器、液晶显示驱动器（LCD）、模/数转换器（A/D）、数/模转换器（D/A）等。
因此，微处理器可以看成是一个不带外设的微型计算机。
二、 微控制器的发展概况自从1974年12月美国仙童(Fairchild)公司第一个推出8位微控制器F8以来，以惊人的速度发展，从4位机、8位机发展到16位机、32位机，集成度越来越高，功能越来越强，应用范围越来越广。
到目前为止，微控制器的发展主要可分为以下四个阶段：第一阶段：4位微控制器。
这种微控制器的特点是价格便宜，控制功能强，片内含有多种I/O接口，如并行I/O接口、串行I/O接口、定时器/计数器接口、中断功能接口等。
根据不同用途，还配有许多专用接口，如打印机接口、键盘及显示器接口，PLA(可编程逻辑阵列)译码输出接口，有些甚至还包括A／D、D／A转换，PLL(锁相环)，声音合成等电路。
丰富的I/O功能大大地增强了4位微控制器的控制功能，从而使外部接口电路极为简单。
第二阶段：低、中档8位机(1974—1978年)。
这种8位机一般寻址范围通常为4KB。
它是8位机的早期产品，如Mostek公司的3870、hItel公司的8048等微控制器即属此类。
MCS-48系列微控制器是Intel公司1976年以后陆续推出的第一代8位微控制器系列产品。
它包括基本型8048、8748和8035；强化型(高档)8049、8749、8039和8050、8040；简化型(低档)8020、8021、8022：专用型UH。
8041、8741等。
低、中档单片机目前已逐渐被高档8位单片机所取代。
例如，MCS-48系列现在已经被MCS-51系列高档8位机所取代。
第三阶段：高档8位机阶段(1978～1982年)。
这一类微控制器常有串行I/O接口，有多级中断处理，定时器／计数器为16位，片内的RAM和ROM的容量相对增大，且寻址范围可达64KB，有的片内还带有A/D转换器。
这类单片机有Intel公司的MCS-51、Motoro1a 公司的6801和Z110g公司的Z8等。
由于这类单片机应用领域较广，其结构和性能还在不断地改进和发展。
第四阶段：16位微控制器和超8位微控制器(1982年至今)。
此阶段的主要特征是，一方面不断完善高档8位机，改善其结构，以满足不同用户的需要；另一方面发展16位微控制器及专用微控制器。
16位微控制器除了CPU 为16位外，片内RAM和ROM的容量也进一步增大，片内带有高速输入输出部件，多通道10位A／D转换部件，中断处理为8级，其实时处理能力更强。
近来，32位微控制器已进入实用阶段。
微控制器的发展趋势将是：向着大容量、高性能化，小容量、低价格化和外围电路内装化等几个方面发展。
大容量化：片内存储器大容量化。
以往微控制器的ROM为1—4KB，RAM为64—128字节。
因此在某些复杂的应用上，存储器容量不够，不得不外接扩充。
为了适应这种领域的要求，运用新的工艺，使片内存储器大容量化。
今后，随着工艺技术的不断发展，片内存储器容量将进一步扩大。
微控制器的高性能化：主要是指进一步改进CPU的性能，加快指令运算的速皮和提高系统控制的可靠性，并加强了位处理功能、中断和定时控制功能；采用流水线结构，指令以队列形式出现在CPU中，从而有很高的运算速度。
有的微控制器基本采用了多流水线结构，这类微控制器的运算速度要比标准的微控制器高出10倍以上。
小容量、低价格化：与上述相反，小容量、低价格化的4位、8位微控制器是发展的动向之一。
这类微控制器的用途是把以往用数字逻辑集成电路组成的控制电路单片化。
外围电路内装化：这也是微控制器的发展的主要动向。
随着集成度的不断提高，有可能把众多的各种外围功能器件集成在片内。
除了一般必须具有的CPU、ROM、RAM、定时器／计数器等外，片内集成的部件还有模/数、数/模转换器，DMA控制器，声音发生器，监视定时器，液晶显示驱动器，彩色电视机和录像机用的锁相电路等。
增强加口功能：为了减少外部驱动芯片，进一步增加微控制器并行口的驱动能力，现在有的微控制器可直接输出大电流和高电压，以便直接驱动显示器。
为进一步加快I/O口的传输速度，有的微控制器设置了高速I/O口，能以更快的速度触发外部设备，也能以更快的速度读取外部数据。
随着集成工艺的不断发展，微控制器的集成度将更高、体积将更小、功能将更强，现正向32位和双CPU方向发展。
三、 微控制器有什么主要特点？1、 可靠性好。
由于微控制器的各种功能部件都集成在一个芯片上，特别是存储器也集成在芯片内部，布线短，数据大都在芯片内部传送，不易受到外部的干扰，增强了抗干扰能力，使系统运行更可靠。
故可靠性明显优于一般通用CPU组成的系统。
2、控制功能强。
为了满足工业控制要求，一般微控制器的指令系统中均有极丰富的条件分支转移指令、I/O口的逻辑操作及位处理功能。
一般来说，微控制器的逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的CPU。
3、 易扩展。
芯片外部有许多供扩展用的三总线及并行、串行输入/输出脚，很容易构成各种规模的计算机应用系统。
4、一般微控制器内无监控程序或系统管理软件，开发需要相应的仿真系统。
四、 微控制器有哪些用途？微控制器应用系统的硬件和软件的设计和配置规模都是以满足应用系统功能要求为原则，具有最佳的性能价格比。
采用微控制器后，许多硬件电路的功能可以用软件来实现（称为硬件的软化），可以大大减少系统的硬件结构。
这一方面可以降低成本，另一方面也大大提高了系统的可靠性。
微控制器应用系统具有体积小、功耗低、功能强、可靠性高的特点。
微控制器在家用电器、办公设备、测控系统、智能仪器仪表、通讯系统及机电行业等各个领域获得了广泛应用。
随着廉价微控制器的出现，它的应用范围将越来越广泛。
1、 机电一体化产品。
微控制器与传统机械产品相结合，使传统机械产品结构简化，控制智能化，人-机界面更加友好，构成新一代的机-电一体化产品。
如微控制器控制的编织机、数控机床等。
2、 智能仪器仪表。
用微控制器改造原有的测量、控制仪器仪表，促进了仪器仪表向数字化、智能化、多功能化、综合化、柔性化发展，使仪器仪表具有自动量程选择、自动误差修正、自诊断、数据断电保护等功能。
由微控制器构成的仪器仪表集测量、处理、控制功能于一体，赋予测量仪器仪表以崭新的面貌。
3、 测控系统。
用微控制器构成各种工业控制系统、自适应控制系统、数据采集系统等，如电镀生产线自动控制等。
4、 智能计算机外设。
如绘图仪、硬盘驱动器均采用了微控制器。
针式打印机就由两片微控制器控制。
微机的键盘由一片微控制器控制。
5、 智能传感器。
微控制器与传感器的结合，构成了智能传感器，可方便实现非线性校正。
6、 通讯系统。
五、 微控制器的种类有哪些？微控制器可分为二大类：普通单片机和数字信号处理单片机（DSP）。
按字长分，目前普通单片机从4位至32位均有。
功能有强有弱，适合不同场合使用。
世界上大的半导体公司几乎都有自己的微控制器。
六、 为什么要学习MCS-51系列微控制器？MCS-51微控制器是我国引进最早（大约在1987年），到目前仍然是使用最广泛的单片机之一。
荷兰PHILIPS公司、美国DALLAS公司、ATMEL公司、SST （Silicon Storage Technology, Inc.）、南韩LG公司、台湾华帮（Winbond）公司等多家公司均采用了MCS-51微控制器的内核，生产了与MCS51系列微控制器兼容且有自己特色的微控制器，学习了MCS-51系列后，这些微控制器很快就会使用了。
不同微控制器之间的主要功能大同小异，学好了MCS-51系列后，其他微控制器也不难掌握。
不同微控制器很难说谁优谁劣，只能在具体的应用场合说用哪一种微控制器最合适。
七、 本课程的学习内容主要包括两部分的内容：微控制器原理及其应用1、 MCS-51微控制器的结构、原理及其指令系统（主要介绍8031单片机）。
2、 微控制器系统程序存储器（ROM）的扩展方法。
3、 微控制器系统数据存储器（RAM）的扩展方法。
4、 微控制器系统输入/输出口（I/O）的扩展方法。
5、 人机通道配置及接口技术（键盘的扩展方法、显示器的扩展方法）。
6、 常用模/数转换器（A/D）、数/模转换器（D/A）与微控制器的接口技术。
7、I2C总线及扩展芯片（带I2C总线的串行E2PROM）。
8、 微控制器应用系统设计举例。
八、 学习本课程所需的知识1、 模拟电路2、数字电路3、EDA（电子设计自动化）工具（PROTEL、orCAD、PADS）九、 参考资料任何介绍MCS-51微控制器的书籍均可参考。
第二章 MCS-51微控制器结构一、 MCS-51系列微控制器的主要型号：本课程主要介绍其中的8031。
二、MCS-51系列微控制器的内部结构图2-1 MCS-51微控制器的结构框图三、 主要性能特点：a) 8位CPU，片内含有振荡器，16位程序计数器（PC）。
b) 4KB程序存储器（掩模ROM）（8051）、4KB程序存储器（EPROM）（8751）、8031片内没有程序存储器。
c) 128字节数据存储器（RAM）。
d) 32根I/O口。
e) 可寻址64KB程序存储器。
f) 可寻址64KB外部数据存储器（RAM）。
g) 二个16位定时器/计数器。
h) 有5个中断源，分为两个优先级。
i) 一个全双工串行通讯口。
j) 有32个通用寄存器。
k) 堆栈深度可达128字节。
l) 内部有微处理机，可位寻址和位处理。
m) 指令功能强，有乘法和除法指令（12MHz晶振时，大部分指令执行时间位1μs,乘、除法指令为4μs）。
n) 有21个特殊功能寄存器。
四、 存储器配置MCS-51系列微控制器程序存储器和数据存储器是分开编址的。
它有4个存储空间：i. 片内程序存储器(ROM)ii. 片外程序存储器(ROM)iii. 片内数据存储器(RAM)iv. 片外数据存储器(RAM)从功能上分：程序存储器64KB外部数据存储器64KB内部数据存储器128字节（包含128位位寻址位）特殊功能寄存器128字节1、 程序存储器：8031内部无程序存储器，必须外接程序存储器（ROM），其引脚/EA（31脚）必须接地。