单片机
单片机概述
说明：
不同位数的单片机同时存在，各有市场，适 用于不同场合
第1章 概 述
单片机技术的发展
1、体系结构的变化
SCM
SOC： SCM： MCU：
MCU
SOC
一块单片机芯片就是一个比较完整的小型控制系统 寻求单片形态的嵌入式系统的最佳体系结构 芯片包含完整的硬件系统和嵌入式软件 Philips公司的80C51是MCU的典型代表 MCS-51是SCM的典型代表 C8051F
计算机
高速运算 数据分析与处理 存储器容量
增强控制功能 提高工业环境下的可靠性 灵活方便
通用计算机
单片机
第1章 概 述
微机组成结构框图
第1章 概 述
单片机组成框图
实 时 控 制 器 件
定时器/计数器 中断控制 微型计 ADC、DAC 根据需要 算机 PWM 而定 电压比较器 看门狗、DMA 串行口、传感器等 I2C、SPI等外部串行总线接口
单片机
全称为单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)
微控制器(Microcontroller Unit)或嵌入式控制器(Embedded Controller)
将微处理器(CPU)、存储器、I/O接口电路和相应实时控制器件
集成在一块芯片上，称其为单片微型计算机，简称单片机。
第1章 概 述
单片机技术的发展
2、单片机的速度越来越快 采用锁相环技术或内部倍频技术 3、低电压与低功耗 2.7V 2.2V 1.8V
0.9V
双电源供电： I/O口，芯片内部
第1章 概 述
单片机技术的发展
4、低噪声与高可靠性技术 WDT：看门狗 5、OTP与掩膜 OPT：(One Time Programmable) 一次性编程 6、MTP向OTP挑战 MTP：(Multiple Time Programmable) 可多次编程
什么是单片机单片机有何特点
什么是单片机单片机有何特点单片机（Microcontroller，简称MCU）是一种集成电路，具有微型计算机的功能。
它集成了处理器、存储器、输入输出接口等必要的组成部分，用于控制和管理各种设备或系统。
单片机在各种电子设备中广泛应用，包括家电、汽车、通信、医疗仪器等领域。
本文将介绍单片机的特点及其应用。
一、单片机的特点1. 高度集成：单片机将处理器、存储器、输入输出接口等功能集成在一颗芯片中，体积小、重量轻，适合于嵌入式系统应用。
2. 低功耗：单片机通过优化电路设计和制造工艺，具有低功耗的特点。
它可在电池供电情况下运行较长时间，降低了设备的能耗。
3. 高性能：尽管单片机的规模小，但它仍然具备高性能的特点。
单片机采用高速时钟，能够快速处理各种任务，实现高效的数据处理和控制功能。
4. 稳定可靠：单片机经过严格的测试和验证，具备稳定可靠的性能。
它具备抗干扰能力，在复杂环境下仍能正常运行。
5. 灵活性强：单片机具备可编程性和可扩展性。
通过编程，可以改变单片机的功能和行为，适应不同的应用需求。
同时，单片机的外部接口丰富，可以与各种外设连接，实现灵活的系统组建。
二、单片机的应用领域1. 家电控制：单片机广泛应用于家电控制领域，如空调、洗衣机、电视等。
通过单片机的控制，可以实现多种功能和模式的切换，提高家电的智能化水平。
2. 汽车电子：单片机在汽车电子系统中扮演着重要的角色。
它可以控制车辆的发动机、车载娱乐系统、安全气囊等，提高汽车的安全性和便利性。
3. 工业自动化：单片机在工业自动化领域有广泛应用。
通过单片机的控制，可以实现生产线的智能化管理，提高生产效率和产品质量。
4. 通信设备：单片机被广泛应用于通信设备中，如手机、无线网络设备等。
它可以实现通信设备的信号处理、数据传输等功能。
5. 医疗仪器：单片机在医疗仪器中发挥着重要作用。
它可以控制医疗设备的运行状态，监测患者的生理参数，为医疗人员提供准确的数据支持。
单片机课程大纲
单片机课程大纲【最新版】目录1.单片机概述2.课程目标与要求3.课程内容3.1 硬件系统3.2 软件系统3.3 编程语言3.4 实验与实践4.课程安排5.考核方式正文一、单片机概述单片机（Microcontroller Unit, MCU）是一种集成了 CPU、存储器、外设接口等多种功能于一体的微型计算机。
由于其体积小、成本低、功耗低、功能强大等特点，广泛应用于嵌入式系统中，如家电控制、工业自动化、智能家居等领域。
二、课程目标与要求本课程旨在使学生掌握单片机的基本原理、硬件结构、编程方法和应用技巧，培养学生具备单片机系统的分析、设计、开发和应用能力。
课程要求学生具备基本的电路知识和模拟电子技术、数字电子技术基础，能熟练使用 C 语言编程。
三、课程内容3.1 硬件系统介绍单片机的硬件组成，包括 CPU、存储器、定时器/计数器、中断系统、串行通信接口、并行通信接口等。
3.2 软件系统讲解单片机软件系统的设计方法，包括程序设计、模块化设计、结构化设计等，以及软件开发流程和调试方法。
3.3 编程语言学习单片机编程语言，主要采用 C 语言进行编程，学习 C 语言的基本语法、数据类型、运算符、控制结构、函数等，以及单片机 C 语言编程的特点和技巧。
3.4 实验与实践通过实验和实践，使学生掌握单片机的实际应用，包括硬件搭建、程序编写、调试与优化等。
实验项目包括基本输入输出、定时器/计数器应用、中断控制、串行通信等。
四、课程安排本课程分为理论教学和实验教学两部分，理论教学安排在课堂进行，实验教学安排在实验室进行。
五、考核方式课程考核采用期中考试、期末考试和实验报告相结合的方式。
期中考试主要考核学生对课程理论知识的掌握程度；期末考试主要考核学生的综合应用能力；实验报告主要考核学生的实验能力和对实验结果的分析处理能力。
单片机简单介绍
2.系统结构简单，使用方便，实现模块化
3.单片机可靠性高，可工作到10^6 ~10^7小时无故障
4.处理功能强，速度快 5.低电压，低功耗，便于生产便携式产品 6.控制功能强和环境适应能力强
四、单片机的应用范围
目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找 到哪个领域没有单片机的踪迹.其典型的应用领域有：
现在单片机种类不下100种，现在主流的 51、STC、PLC、avrmaga等等还有很多很多， 比如：
1、51单片机：是一种比较成熟 的产品，并且资源丰富，使 用简单的机电控制，价格便 宜的优点 2、STC单片机：价格便宜、 公能更多抗干扰能力强、兼 容做的很好，软复位功能是 它的一大特点
51SCM仿真器
重点介绍以下几点：
一、什么是单片机 二、单片机发展历程
三、单片机的特点
四、单片机的应用场合 五、单片机的发展趋势
六、主流的单片机产品
单片机是工业控制 的掌门 ！
单片机芯片
一、什么是单片机
•
单片机是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电 路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储 器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和终端系统、定时器/ 计时器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计 算机系统。
单片机芯片一什么是单片机一什么是单片机?单片机是一种集成电路芯片是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器cpu随机存储器ram只读存储器rom多种io口和终端系统器ram只读存储器rom多种io口和终端系统定时器计时器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统
制作人：张玉源
二、单片机的发展历程
单片机诞生于1971年，经历了SCM、 MUC、SOC三大阶段
第1章单片机概述
第1章 单片机概述1.1 单片机的概念1.1.1 单片机的定义单片机的全称是单片微型计算机（Single Chip Microcomputer，SCM），也称为微控制器（Micro-Controller Unit，MCU），它是将中央处理单元（Central Processing Unit，CPU）、数据存储器RAM（Random Access Memory，随机读写存储器）、程序存储器ROM（Read Only Memory，只读存储器）以及I/O（Input/Output，输入/输出）接口集成在一块芯片上，构成的一个计算机系统，其组成框图如图1.1所示。
单片机可用下面的“表达式”来表示：单片机 = MPU+ROM+RAM+I/O+功能部件图1.1 单片机的组成框图1.1.2 单片机的诞生单片机诞生于20世纪70年代末，具有代表性的事件是1976年Intel公司推出了MCS-48单片机系列的第一款产品：8048。
这款单片机在一个芯片内集成了超过17000个晶体管，包含一个CPU，1KB的EPROM（Erasable Programmable Read Only Memory，可擦可编程只读存储器），64字节的RAM，27个I/O端口和一个8位的定时器。
8048很快就成为了控制领域的工业标准，它们起初被广泛用来替代诸如洗衣机或交通灯等产品中的控制部分。
1980年，Intel公司在MCS-48的基础上推出了MCS-51系列的第一款单片机8051，这款单片机的功耗、大小和复杂程度都比8048提高了一个数量级。
8051集成了超过60000个晶体管，拥有4KB的ROM，128B的RAM，32个I/O端口，一个串行通信接口和两个16位的定时器。
经过三十多年的发展，MCS-51系列单片机已经形成了一个规模庞大、功能齐全、资源丰富的产品群。
单片机原理与应用技术·2·1.1.3 单片机的应用领域单片机在我们的日常生活和工作中无处不在、无处不有：家用电器中的微波炉、洗衣机、电饭煲、豆浆机、电子秤；住宅小区的监控系统、电梯智能化控制系统；汽车电子设备中的ABS、GPS、ESP、TPMS；医用设备中的呼吸机，各种分析仪，监护仪，病床呼叫系统；公交汽车、地铁站的IC卡读卡机、滚动显示车次和时间的LED点阵显示屏；电脑的外设，如键盘、鼠标、光驱、打印机、复印机、传真机、调制解调器；计算机网络的通信设备；智能化仪表中的万用表、示波器、逻辑分析仪；工厂流水线的智能化管理系统，成套设备中关键工作点的分布式监控系统；导弹的导航装置，飞机上的各种仪表等。
单片机到底是什么呢
单片机到底是什么呢单片机，全称为单片微型计算机，是一种在单个集成电路芯片上集成了处理器、存储器和输入输出接口等各种功能模块的微型计算机系统。
它被广泛应用于电子设备中，如家用电器、汽车电子、工业控制等领域。
本文将从多个角度介绍单片机的定义、特点、应用和发展趋势等内容。
一、单片机的定义与特点单片机是一种集成度非常高的微型计算机系统，其核心部分是一个微型处理器。
相比于传统的计算机系统，单片机具有以下几个特点：1. 高度集成：单片机将处理器、存储器和输入输出接口等功能模块集成在一颗芯片上，大大减小了电路板的体积和重量。
2. 低功耗：由于单片机内部的电路非常简单，功耗较低，适合工作在电池供电的环境。
3. 低成本：由于集成度高，制造工艺成熟，单片机的成本相对较低，可以大规模应用于各个领域。
4. 易编程：单片机采用高级语言编写程序，不需要了解底层电路的细节，开发门槛较低，适合初学者学习和使用。
二、单片机的应用领域单片机在各个领域都得到了广泛的应用，下面将介绍几个典型的应用领域：1. 家用电器：单片机被广泛应用于家用电器中，如空调、洗衣机、冰箱等。
通过单片机的控制，可以实现自动化、智能化的功能，提高用户体验。
2. 汽车电子：单片机在汽车电子领域有着重要的应用，如发动机控制系统、车身控制系统等。
通过单片机的控制，可以提高车辆的安全性、舒适性和燃油效率。
3. 工业控制：单片机在工业控制领域被广泛应用，如自动化生产线、工厂设备等。
通过单片机的控制，可以提高生产效率、降低劳动力成本。
4. 通信设备：单片机在通信设备中起着重要的作用，如手机、路由器等。
通过单片机的控制，可以实现无线通信、数据处理等功能。
三、单片机的发展趋势随着科技的不断发展，单片机也在不断演进和进步。
下面将介绍单片机的几个发展趋势：1. 高性能：随着半导体技术的不断进步，单片机的处理能力越来越强大，可以处理更复杂的任务。
2. 低功耗：随着对节能环保的要求越来越高，单片机的功耗也在不断降低，以满足电池供电等低功耗应用的需求。
单片机的简介
单片机的简介单片机（Microcontroller Unit，简称MCU）是一种集成了微处理器核心、存储器、输入输出接口和定时器等功能于一体的集成电路芯片。
它具有体积小、功耗低、成本低廉等特点，广泛应用于各种电子设备中。
本文将对单片机的基本特点、应用领域以及优缺点进行简要介绍。
一、单片机的基本特点单片机主要由中央处理器（CPU）、存储器、输入输出接口（I/O）和定时器等组成。
其核心部分是CPU，负责执行程序，处理数据。
常见的单片机有8位、16位和32位等不同位数的CPU。
存储器包括程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM），用于存储程序和数据。
输入输出接口（I/O）用于与外部设备进行通信，可实现数据输入、输出等功能。
定时器用于产生精确的时间延迟。
单片机具有体积小、功耗低的特点，由于其集成度高，外部元器件少，因此相对于传统的电路设计方案，可以大大减小产品体积和功耗。
此外，单片机具有较高的可编程性，可以根据需求进行程序设计，实现各种功能。
其性价比也较高，适合大规模生产。
二、单片机的应用领域由于单片机具有体积小、功耗低、成本低等特点，因此在各个领域都有广泛的应用。
1. 家电控制：单片机广泛应用于家用电器，如洗衣机、冰箱、电视等。
通过控制单片机，可以实现温度控制、计时器功能等。
2. 工业自动化：单片机在工业设备和自动化领域也有重要应用。
例如，可以通过单片机实现对机器设备的监控和控制，提高生产效率和质量。
3. 交通领域：单片机在交通领域有着广泛的应用，如智能交通信号灯、车辆控制系统等。
通过单片机的智能控制，可以提高交通流量和安全性。
4. 医疗设备：单片机在医疗设备中具有重要地位，如心电图仪、血压计等。
通过单片机的高精度控制和数据处理，可以提高医疗设备的性能和准确性。
5. 智能家居：随着物联网的发展，单片机在智能家居领域有着广泛应用。
通过单片机的控制，可以实现家庭安防、远程控制等功能。
三、单片机的优缺点1. 优点：a. 体积小、功耗低：由于单片机的集成度高，体积相对较小，适合应用于体积有限的电子设备中，并且其功耗低，有助于延长电池寿命。
什么是单片机
第0章绪论1．什么是单片机？其主要特点有那些？解：单片微型计算机（Single-Chip Microcomputer），简称单片机。
就是将微处理器（CPU）、存储器（存放程序或数据的ROM和RAM）、总线、定时器/计数器、输入/输出接口（I/O口）和其他多种功能器件集成在一块芯片上的微型计算机。
单片机的主要特点有：（1）可靠性高（2）便于扩展（3）控制功能强（4）低电压、低功耗（5）片内存储容量较小，除此之外，单片机还具有集成度高、体积小、性价比高、应用广泛、易于产品化等特点2．当前单片机的主要产品有那些？各有何特点？举出你生活中应用单片机的例子。
解：当前单片机的主要产品有：Intel的8051系列、Motorola的M68HC系列、Philips（飞利浦）的80C51系列、台湾义隆公司（EMC）EM78系列单片机、美国Microchip公司的PIC 单片机系列、Atmel公司的A T90系列单片机Ubicom公司的Scenix单片机、日本爱普生科技公司的Epson单片机、Zilog公司的Z86系列、美国国家半导体公司NSCOP8单片机、台湾Winbond（华邦）的W78系列等。
MCS-51为主流产品。
MSP430的功能较强。
是一种特低功耗的Flash微控制器。
主要用于三表及超低功耗场合。
EM78系列单片机采用高速CMOS工艺制造，低功耗设计为低功耗产品，价格较低。
具有三个中断源、R-OPTION功能、I/O唤醒功能、多功能I/O口等。
具有优越的数据处理性能，采用RISC结构设计。
Microship单片机是市场份额增长较快的单片机。
它的主要产品是PIC系列8位单片机。
CPU采用RISC结构，运行速度快，价格低适于用量大、档次低、价格敏感的产品。
Motorola是世界上最大的单片机生产厂家之一，品种全、选择余地大、新产品多。
其特点是噪声低，抗干扰能力强，比较适合于工控领域及恶劣的环境。
A VR是增强RISC内载Flash的单片机，单片机内部32个寄存器全部与ALU直接连接，突破瓶颈限制，每1MHz可实现1MIPS的处理能力，为高速、低功耗产品。
单片机
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。
1.1 单片机概述
第1章 单片机基础知识概述
随着单片机从早期的4位发展到8位、16位直至32位，单片 机的功能在不断增强，嵌入式应用能力也在不断提高。
然而，由于复杂系统的功能大都可以通过简单嵌入式系统 组合实现，而8位单片机以其价格低廉性能适中的特点， 已可满足简单嵌入式系统的要求。这表明，嵌入式应用领 域中大量需要的仍是8位单片机，在当前及以后的相当一 段时间内8位单片机仍将占据单片机应用的主导地位。
第1章 单片机基础知识概述
第二阶段：MCU（Micro Controller Unit）即微控制器阶段 ，其主要的技术发展方向是，不断推进在嵌入式系统中集 成各种外围电路与接口电路的能力，以满足智能化控制的 需求。在此阶段中，Philips公司以其在嵌入式应用方面的 强大实力，推出了基于MCS-51内核的微控制器系列产品 ，使单片机进入MCU阶段。
第1章 单片机基础知识概述
③ 低功耗。目前，市场上有一半以上的单片机产品已 CHMOS化，这类单片机具有功耗小的优点，许多单片机 已可以在2.2V电压下运行，有的能在1.2V或0.9V低电压 下工作，功耗为μW级。
④ 高性价比。随着单片机的应用越来越广泛，各单片 机厂家会进一步改进单片机的性能，从而增强产品的竞 争力。同时，价格也是各厂家竞争的一个重要方面。所 以，更高性价比的单片机会逐渐进入市场。
第1章 单片机基础知识概述
④ 汽车电子与航空航天电子系统。通常这些系统中的集中 显示系统、动力监测控制系统、自动驾驭系统、通信系统 及运行监视器（黑匣子）等，都是将单片机嵌入其中实现 系统功能。
第1章 单片机基础知识概述
⑤ 家用电器。单片机应用到消费类产品之中，能大大提高 它们的性价比，提高产品在市场上的竞争力。目前家用电 器几乎都是单片机控制的产品，例如，空调、冰箱、洗衣 机、微波炉、彩电、音响、家庭报警器及电子玩具等。
单片机
1.什么是单片机？单片机即单片微型计算机，是将微型处理器CPU、储存器(只读存储器POM和随机存储器PAM)、总线、定时/计数器、输入/输出接口I/O和其他多种功能器件集成在一小块芯片上构成的微型计算机。
2.单片机主要特点：集成度高、体积小、可靠性高、控制功能强、低功耗、可扩展性好、性价比高3.51单片机内部结构：8位CPU、5个中断源，分为2个优先级、一个全双工串行I/O口、8位并行I/O口P0，P1，P2，P3、4KB的片内程序存储器（8031无）、片内数据存储器（片内RAM）、含21个特殊功能寄存器SFR- Special Function Register 、2个16位定时器/计数器、振荡器和时序逻辑（振荡频率1.2～12MHZ ）CPU是单片机的核心部分，振荡器和时序逻辑产生内部时钟，中断控制逻辑应付突发事件，并行I/O接口和串行I/O接口是数据传输通道，程序存储器存放单片机程序，是指挥所，数据存储器存放内部待定处理的数据和处理后的结果，是数据仓库，定时/计数器完成对外输入脉冲的计数或根据内部时钟及定时设置，周期性的产生定时信号。
4.CPU结构与工作原理CPU是单片机的核心，由运算器和控制器等部件组成（1）运算器以8位算术/逻辑运算部件ALU为核心，加上通过内部总线而挂在其周围的暂存器TMP1、TMP2、累加器ACC、寄存器B、状态标志寄存器PSW以及布尔处理器组成整个运算器的逻辑电路。
(2)累加器ACC(8位)需要ALU处理的数据和计算结果多数要经过A累加器。
单片机内部数据传送的中转站。
累加器A在数据传输和处理过程中起重要作用。
(3)寄存器B(8位)与A累加器配合执行乘、除运算。
也可用作通用寄存器。
A和ACC的实质是一样的，对应地址都是0E0H，只是汇编在使用时，在格式上取了两个名字。
使用有一定的规律：当其要进行位表示时，必须用ACC，比如要写成ACC.7，而不能写成A.7；但当其作为8位二进制数时，ACC 和A都能用,但还是有区别：比如INC ACC和INC A都能用还有PUSH ACC, POP ACC不可以写成PUSH A 和POP A(4)程序状态字寄存器PSW (8位)1.进位标志Cy（PSW.7）表示运算是否有进位（借位），有“1”，否则“0”，很多算术逻辑运算指令都会影响。
单片机—百度百科
单片机也被称为微控制器（Microcontroller），是因为它最早被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。 早期的单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。目前，高端的32位单片机主频已经超过300MHz，性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端[1]的型号也只有10美元。当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。 单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。事实上单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。汽车上一般配备40多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作！单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的总和，甚至比人类的数量还要多。 单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。 单片机内部也用和电脑功能类似的模块，比如CPU，内存，并行总线，还有和硬盘作用相同的存储器件，不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多，不过价钱也是低的，一般不超过10元即可......用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作足矣了。我们现在用的全自动滚筒洗衣机、排烟罩、VCD等等的家电里面都可以看到它的身影！......它主要是作为控制部分的核心部件。 它是一种在线式实时控制计算机，在线式就是现场控制，需要的是有较强的抗干扰能力，较低的成本，这也是和离线式计算机的（比如家用PC）的主要区别。单片机芯片单片机是靠程序运行的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到的，有些则是花大力气也很难做到的。一个不是很复杂的功能要是用美国50年代开发的74系列，或者60年代的CD4000系列这些纯硬件来搞定的话，电路一定是一块大PCB板！但是如果要是用美国70年代成功投放市场的系列单片机，结果就会有天壤之别！只因为单片机的通过你编写的程序可以实现高智能，高效率，以及高可靠性！ 由于单片机对成本是敏感的，所以目前占统治地位的软件还是最低级汇编语言，它是除了二进制机器码以上最低级的语言了，既然这么低级为什么还要用呢？很多高级的语言已经达到了可视化编程的水平为什么不用呢？原因很简单，就是单片机没有家用计算机那样的CPU，也没有像硬盘那样的海量存储设备。一个可视化高级语言编写的小程序里面即使只有一个按钮，也会达到几十K的尺寸！对于家用PC的硬盘来讲没什么，可是对于单片机来讲是不能接受的。 单片机在硬件资源方面的利用率必须很高才行，所以汇编虽然原始却还是在大量使用。一样的道理，如果把巨型计算机上的操作系统和应用软件拿到家用PC上来运行，家用PC的也是承受不了的。 可以说，二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器）。顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词——“智能型”，如智能型洗衣机等。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品，不是电路太复杂，就是功能太简单且极易被仿制。究其原因，可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。
单片机概述
3. MCS-51单片机系列产品
MCS-51是一个单片机系列产品，具有多种芯片型号。具 体说，按其内部资源配置的不同，MCS-51可分为两个子系列和 四种类型，见表1.1。
表1.1 MCS-51系列单片机
资源配置
子系列
无
片内ROM形式片内源自片内定时（3）可靠性高
单片机产品和其他产品一样，出厂指标有军用品、工业品和 商用品之分。其中军用品要求绝对可靠，在任何恶劣的环境下都 能可靠工作，主要用于武器系统、航空器等方面。单片机属于工 业品，能在常温下工作，不需要在温度恒定的机房内工作。由于 单片机总线大多在芯片内部不易受干扰，而且单片机应用系统体 积小，易于屏蔽，所以单片机的可靠性较高。
8751：是以4KB的EPROM代替4KB ROM的8051。
8951：是以4KB的E2PROM（或Flash ROM）代替4KB ROM的8051。
8031：是内部无ROM的8051。单片机8031不构成完整计算机，必 须外接EPROM作为程序存储器。
52子系列也包含4个产品，分别是51子系列的增强型。由于 资源数量的增加，芯片的功能有所增强。片内ROM容量从4KB 增加到8KB；RAM容量从128B增加到256B；定时器数目从2个增 加到3个；中断源从5个增加到6个等。
单片机原理与应用
1．什么叫单片机
它是把组成微型计算机的各功能部件：中央处理器CPU、 随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、I/O接口电路、定时器/ 计数器以及串行通信接口等制作在一块集成芯片中，构成一个 完整的微型计算机。
单片机是单片微型计算机的简称。
单片机主要应用于控制领域，它的结构与指令功能都是按 照工业控制要求设计的，故又称为微控制器（Micro Controller Unit）。在国际上，“微控制器”的叫法更通用 些，在我国比较习惯“单片机”这一名称。
单片机究竟是什么
单片机1. 名词解释：单片机(Single-Chip Microcomputer)是一种集成电路芯片，也称Microcontroller（MCU）. 包括：中央处理器（CPU), 存储器（RAM和ROM), 输入/输出（I/O), 计时器/计数器（timer, counter)等，集成到一块硅片上构成完善的微型计算机系统。
相比于离线式计算机（比如家用PC）, 单片机是在线式实时控制的计算机。
在线式即现场控制，需要抗干扰能力和较低的成本。
2. 类型：包括8位、16位、32位、ARM、PIC、AVR和基于FPGA的单片机。
通过程序代码控制，存放在存储器中：只读存储器ROM(用来存储用户编译好的程序）, 随机存储器RAM（变量放在随机存储器中）.3. 单片机组成部分：1）CPU核心是单片机的主要计算单元，负责执行程序指令和数据处理。
2）RAM, ROM. 存储器用于存储程序指令、数据和临时变量等。
3）I/O, 输入/输出接口用于与外部设备进行数据交互。
（在单片机上，IO其实就是芯片上的引脚）4）Timer, counter. 时钟和计时器用于提供时间基准和定时功能。
5）晶振的作用就是给单片机提供一个时钟信号，时钟信号使单片机各内部组件同步工作并且和外部设备通信时也能达到同步，时钟信号会形成规律的时钟周期。
时钟周期是单片机内CPU工作最基本的，最小的时间单位，在一个或者多个时钟周期内，一系列的动作被执行。
无晶振，就没有时钟周期，没有时间周期，就无法执行程序代码，单片机无法工作。
4. 应用单片机通常具有较强的实时性能和可编程性，可以通过编程来实现各种功能和任务。
单片机可编程，并支持C, C++和汇编等编程语言。
常用于控制和执行各种嵌入式系统中的任务，如家电、汽车电子、工业自动化、通信设备等。
对单片机的认识
对单片机的认识单片机（Microcontroller Unit，缩写为MCU）是一种集成电路芯片，具有微处理器核心、存储器、输入输出接口以及其他功能模块，通常用于控制和执行特定任务。
单片机在各种电子设备中广泛应用，包括家电、汽车电子、智能手机等。
本文将从单片机的定义、工作原理、应用领域以及未来发展趋势等方面对单片机进行介绍。
一、单片机的定义单片机是一种集成电路芯片，内部集成了微处理器、存储器和外围设备控制接口等功能模块。
与传统的大型计算机相比，单片机体积小、功耗低，适合嵌入式系统应用。
单片机通常由指令系统、执行单元、存储器和I/O接口等部分组成，可以完成各种控制任务和算术运算。
二、单片机的工作原理单片机的工作原理可以简单概括为：接收输入信号、处理输入信号、输出控制信号。
单片机通过内部的运算、逻辑电路对输入信号进行处理，然后根据处理结果控制输出接口的状态。
单片机的运算和逻辑电路根据事先编写好的程序进行操作，程序中包含了各种指令和算法，用于实现特定的功能。
三、单片机的应用领域1. 家电控制：单片机广泛应用于家电产品，如洗衣机、冰箱、空调等。
通过单片机的控制，可以实现家电的自动化控制、定时启动等功能，提高用户的使用体验。
2. 汽车电子：现代汽车中的许多功能都是通过单片机实现的，例如发动机控制单元（ECU）、车载娱乐系统、智能导航等。
单片机在汽车电子领域的应用不断推动了汽车智能化和安全性的提升。
3. 工业控制：单片机在工业控制领域具有广泛的应用，例如自动化生产线、仪器仪表、传感器控制等。
单片机的高可靠性和强大的功能确保了工业设备的稳定运行和精确控制。
4. 智能手机：单片机也被用于智能手机等消费电子产品中，用于控制电源管理、触摸屏驱动、无线通信等功能。
单片机的小尺寸和低功耗满足了智能手机对电池寿命和性能的要求。
四、单片机的未来发展趋势随着物联网和人工智能等技术的快速发展，单片机将迎来更广阔的应用前景。
未来的单片机将更加小型化、智能化，具备更强大的计算和通信能力，可以满足各种异构系统的要求。
单片机
5．什么叫单片机？其主要特点有哪些？答：在一片集成电路芯片上集成微处理器、存储器、I/O接口电路，从而构成了单芯片微型计算机，即单片机。
单片机主要特点有：控制性能和可靠性高；体积小、价格低、易于产品化；具有良好的性能价格比。
2．80C51单片机的存储器的组织采用何种结构？存储器地址空间如何划分？各地址空间的地址范围和容量如何？在使用上有何特点？答：采用哈佛结构，在物理上设计成程序存储器和数据存储器两个独立的空间；80C51基本型单片机片内程序存储器为4KB，地址范围是0000H-0FFFH，用于存放程序或常数；片内数据存储器为128字节RAM，地址范围是00H-7FH，用于存放运算的中间结果、暂存数据和数据缓冲；另外在80H-FFH还配有21个SFR。
4．如果80C51单片机晶振频率分别为6 MHz、11.0592 MHz、12MHz时，机器周期分别为多少？答：机器周期分别为2μs，1.085μs，1μs。
5．80C51单片机复位后的状态如何？复位方法有几种？答：复位后，PC内容为0000H，P0口～P3口内容为FFH，SP内容为07H，SBUF内容不定，IP、IE和PCON的有效位为0，其余的特殊功能寄存器的状态均为00H。
复位方法一种是上电复位，另一种是上电与按键均有效的复位。
8．80C51单片机的当前工作寄存器组如何选择？答：当前工作寄存器组的选择由特殊功能寄存器中的程序状态字寄存器PSW的RS1、RS0 来决定。
10．80C51单片机的程序存储器低端的几个特殊单元的用途如何？答：0000H：单片机复位入口地址；0003H：外部中断0的中断服务程序入口地址；000BH：定时/计数器0溢出中断服务程序入口地址；0013H：外部中断1的中断服务程序入口地址；001BH：定时/计数器1溢出中断服务程序入口地址；0023H：串行口的中断服务程序入口地址。
4．访问内部RAM单元可以采用哪些寻址方式？答：直接寻址、寄存器间接寻址和位寻址方式。
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HT46ru232单片机简介一、总体介绍：HT46RU232 是 8 位高性能精简指令集单片机，专门为需要 A/D 转换产品而设计，例如传感器信号输入。
低功耗、I/O 使用灵活、可编程分频器、计数器、振荡类型选择、多通道 A/D 转换、脉宽调制功能、IIC 接口、UART 总线，暂停和唤醒功能，使这款单片机可以广泛应用于传感器的 A/D 转换、马达控制、工业控制、消费类产品，子系统控制器等。
HT46ru232单片机有两种封装形式，一为下图所示，28脚的DIP封装，另外一种为48脚的SOP封装。
二、系统时钟：HT系列单片机的指令周期为Fsys/4，其系统时钟可以选用石英晶振4MHz或者8MHz。
也可以选择RC振荡电路来实现。
两种形式如下图：如果选用外部 RC 振荡方式，在 OSC1 与 VSS 之间需要接一个外部电阻，其阻值为 30kΩ～750kΩ；而 OSC2 上会输出带上拉的系统频率的 4 分频信号，可用于同步外部逻辑。
RC 振荡方式是一种低成本的方案，但是，RC振荡频率会随着VDD、温度和芯片自身参数的漂移而产生误差。
因此，在需要精确振荡频率作为计时操作的场合，并不适合使用 RC 振荡方式。
如果选用晶体振荡方式，在 OSC1和OSC2之间需要连接一个晶体，用来提供晶体振荡器所需的反馈和相移，除此之外，不再需要其它外部元件。
另外，在OSC1和 OSC2之间也可使用谐振器来取代晶体振荡器，但是在OSC1和OSC2 需要多连接两个电容(如果振荡频率小于1MHz)。
WDT 振荡器是一个内部RC 振荡器，并不需要连接任何外部元件。
当系统进入暂停模式时，系统时钟会停止，但 WDT 振荡器会继续工作，其振荡周期大约为65µs/5V。
如果要降低功耗，可在掩膜选项中关闭WDT 振荡器。
三、复位电路：HT系列单片机提供了三种方法来产生系统复位。
·正常运行时由RES引脚发生复位·暂停模式下由RES引脚发生复位·正常情况下由看门狗溢出发生复位暂停模式中的看门狗定时器溢出与其它系统复位状况不同，因为看门狗定时器溢出会执行“热复位”，只有程序计数器PC 和堆栈指针SP 被复位，而系统其它部分都保持原有状态。
在其它复位状态下，某些寄存器不会改变。
在初始复位时，大部分寄存器会复位成初始的状态。
通过检测PDF和TO 标志，即可判断出各种不同的复位原因。
为了保证系统振荡器起振并稳定运行，系统复位或由暂停状态唤醒时，系统启动定时器(SST)提供了一个额外的延迟时间，共 1024个系统时钟周期。
系统由暂停模式唤醒或上电复位时，SST 会被加在复位延时中。
上电复位时会加入额外的SST 延迟，而由暂停模式唤醒仅有 SST 延迟。
系统复位时各功能单元的状态如下所示：四、定时器/计数器HT46RU232 有两个定时/计数器(TMR0，TMR1)。
定时/计数器 0 是一个 16 位向上计数器，其时钟来源可以是外部信号输入或内部时钟，内部时钟为 fSYS。
定时/计数器 1 是一个 16 位向上计数器，其时钟来源可以是外部信号输入或内部时钟，内部时钟为 fSYS/4。
外部信号输入可以用来计数外部事件、测量时间间隔、测量脉冲宽度或产生一个精确的时基信号。
有六个与定时/计数器0/1有关的寄存器， TMR0H(0CH)、 TMR0L(0DH)、 TMR0C(0EH)、 TMR1H(0FH)、TMR1L(10H)、TMR1C(11H)。
写入 TMR0L(TMR1L)只能将数据写到低字节缓冲器(8 位)，而写入TMR0H(TMR1H)会把指定数据和低字节缓冲器的数据分别写到TMR0H(TMR1H)和 TMR0L(TMR1L)预置寄存器中，定时/计数器 0/1 预置寄存器的内容只有在写入 TMR0H(TMR1H)时才会被改变。
读取TMR0H(TMR1H)会把TMR0H(TMR1)的内容送至目标单元，而TMR0L(TMR1L)的值被送至低字节缓冲器中。
读 TMR0L(TMR1L)将读取低字节缓冲器的值。
TMR0C(TMR1C)是定时/计数器0/1 控制寄存器，用来定义定时/计数器一些选项。
TMR0C寄存器的位定义：位7、6为定义定时器工作模式：T0M1,T0M000--------未用01--------事件计数模式（对外部时钟计数）10--------定时器模式（内部模式）11--------脉冲宽度测量模式位5----未用，一般使用定义为0位4----T0ON，打开关闭定时器（0关闭，1打开）位3----T0E，定时器/计数器触发模式位2、1、0定义定时器时钟预分频级数，以T0PSC2-0,8进制数为指数n，Fint=Fsys/（2的n次方）.TMR1C寄存器的位定义：类似TMR0C，但TMR1C没有对低三位定义。
TMR2C寄存器的位定义：同TMR0C寄存器。
五、UART---异步串行口HT46RU232 具有一个全双工的异步串行通信口，可以很方便的与其它具有串行口的芯片通讯。
UART具有许多功能特性，发送或接收一个8 位或9位数据帧的串行数据，当数据超速或数据帧不正确时， UART可以检测出错误。
UART功能占用一个内部中断向量，当接收到数据或数据发送结束，触发 UART中断。
串行口主要由3个UART寄存器来控制和检测（UART、UART1、UART2）UART（只读） bit0-7的定义为：· TXIFTXIF 是发送数据寄存器为空标志。
若 TXIF=0，数据还没有从缓冲器加载到移位寄存器中；若TXIF=1，数据已从TXR寄存器中加载到移位寄存器。
读取 USR寄存器再写TXR寄存器将清除TXIF。
当TXEN被置位，即使发送缓冲器未满，TXIF 也会被置位。
· TIDLETIDLE是数据发送完成标志位。
若 TIDLE=0，表明数据传输中。
当TXIF=1且数据发送完毕或暂停字被发送时，TIDLE置位。
TIDLE=1，TX引脚空闲。
读取 USR 寄存器再写TXR寄存器将清除TIDLE位。
当数据字节或暂停字符排列好并准备发送时，TIDLE不发生变化。
· RXIFRXIF 是接收寄存器状态标志。
当 RXIF=0，表明 RXR 寄存器为空；当 RXIF=1，表明 RXR 寄存器接收到新数据。
当数据从移位寄存器加载到RXR寄存器，如果UCR2寄存器中的RIE=1，则会触发中断。
当接收数据时检测到一个或多个错误时，相应的标志位 NF、FERR或PERR会在同一周期内置位。
读取USR寄存器再读RXR 寄存器，如果RXR寄存器中没有新的数据，那么将清除RXIF标志。
· RIDLE RIDLE是接收状态标志。
若 RIDLE=0，表明正在接收数据；若RIDLE=1，表明接收器空闲。
在接收到停止位和下一个数据的起始位之间，RIDLE被置位，表明UART空闲。
· OERROERR 是过速错误标志，表示接收缓冲器溢出。
若 OERR=0，表明没有数据溢出；若 OERR=1，表明发生了过速错误，它将禁止下一组数据的接收。
先读取 USR寄存器再读RXR寄存器将清除此标志位。
·FERRFERR 是帧错误标志位。
若 FERR=0，表明没有帧错误发生；若 FERR=1，表明当前的数据发生了帧错误。
先读取USR寄存器再读 RXR寄存器将清除此位。
· NFNF是噪声干扰标志。
若 NF=0，表明没有受到噪声干扰；若 NF=1，表明 UART接收数据时受到噪声干扰。
它与 RXIF 在同一个周期内置位，但不会与过速标志位同时置位。
先读取 USR 寄存器再读 RXR寄存器将清除此标志位。
· PERRPERR 是奇偶校验出错标志。
若 PERR=0，表明奇偶校验正确；若 PERR=1，表明接收到的数据奇偶校验出错。
只有使能了奇偶校验此位才有效。
先读取 USR寄存器再读RXR寄存器将清除此位。
UCR1寄存器bit0-7定义为：· TX8此位只有在传输数据为 9 位的格式中有效，TX8 用来存储发送数据的第 9 位。
BNO 是用来控制传输位数是 8位还是 9位。
· RX8此位只有在传输数据为 9 位的格式中有效，RX8 用来存储接收数据的第 9 位。
BNO 是用来控制传输位数是 8位还是 9位。
· TXBRKTXBRK是暂停字发送控制位。
若 TXBRK=0，表明没有暂停字要发送，TX引脚正常操作；若 TXBRK=1，表明将会发送暂停字，发送器将发送逻辑 0。
若 TXBRK 为高，缓冲器中数据发送完毕后，发送器将至少保持13位宽的低电平直至TXBRK 复位。
· STOPS此位用来设置停止位的长度。
若 STOPS=1，表明有两位停止位；若STOPS=0，表明只有一位停止位。
· PRT奇偶校验选择位。
若PRT=1，表明选择奇校验；若PRT=0，表明选择偶校验。
· PREN此位为奇偶校验使能位。
若PREN=1，表明使能奇偶校验；若 PREN=0，表明除能奇偶校验。
· BNO选择数据长度为 8位或 9位格式。
若BNO=1，表明传输数据为 9位；若BNO=0，表明传输数据为8位。
若选择了9位数据传输格式，RX8和TX8将分别存储接收和发送数据的第 9位。
· UARTEN此位为 UART 的使能位。
若 UARTEN=0，表明 UART 除能，RX 和 TX 可用作普通输入/输出口；若UARTEN=1，表明UART使能，TX和RX将分别由TXEN和 RXEN 控制。
当 UART除能，系统将清除缓冲器，所有缓冲器中的数据将被忽略，另外波特率计数器、错误和状态标志位被复位，TXEN、RXEN、TXBRK、RXIF、OERR、FERR，PERR和NF清零；而 TIDLE、TXIF和RIDLE置位，UCR1、UCR2和BRG寄存器中的其它位保持不变。
若 UART工作时UARTEN清零，所有发送和接收将停止，模块也将复位成上述状态。
当UART再次使能时，它将在上次配置下重新工作。
UART2寄存器bit0-7定义为：· TEIE此位为发送寄存器为空时中断的使能或除能位。
若 TEIE=1，当发送器为空时TXIF 将置位，UAR的中断请求标志置位；若TEIE=0，UART中断请求标志不受TXIF 的影响。
· TIIE此位为发送器空闲时中断的使能或除能位。
若 TIIE=1，当发送器空闲时 TIDLE 置位，UART 的中断请求标志置位；若 TIIE=0，UART中断请求标志不受 TIDLE 的影响。
· RIE此位为接收器中断使能或除能位。
若RIE=1，当接收器过速或接收数据有效时OERR或 RXIF置位UART的中断请求标志置位；若 RIE=0，UART中断请求标志不受 OERR或RXIF影响。