1 单片机概述37961
单片机基础教程第一章概述
存储器
存储器是单片机中用于存储程序代码 和数据的部件。根据其作用和特点， 可以分为程序存储器和数据存储器。
存储器的容量决定了单片机能够存储的 程序代码和数据的大小，常见的存储器 容量有64KB、128KB、256KB等。
程序存储器用于存储程序代码，如汇 编语言或C语言编写的程序。数据存 储器用于存储临时数据或工作变量。
单片机基础教程第一 章概述
目录
• 单片机简介 • 单片机的基本组成 • 单片机的工作原理 • 单片机的学习方法与建议
01
单片机简介
单片机的定义
总结词
单片机是一种集成电路芯片，集成了中央处理器、存储器、输入输出接口等计算机主要功能模块，具有微型化、 集成度高、可靠性强的特点。
详细描述
单片机是一种集成电路芯片，它将中央处理器、存储器、输入输出接口等计算机主要功能模块集成在一块芯片上， 实现了微型化、集成度高、可靠性强的特点。单片机可以通过编程实现各种数字和模拟信号的处理和控制，广泛 应用于工业控制、智能仪表、智能家居等领域。
令、控制指令等。
单片机指令中操作数的寻 址方式，如直接寻址、间 接寻址、寄存器寻址等。
指令执行周期
单片机执行一条指令所 需的时间，通常以机器 周期或时钟周期表示。
指令格式
单片机的指令格式，包 括操作码和操作数等部
分。
单片机的编程语言
01
02
03
汇编语言
使用助记符和符号表示指 令，易于理解和记忆。
C语言
学习单片机编程语言
实践应用与项目开发
根据所使用的单片机型号和开发环境，学 习相应的编程语言和开发工具，如C语言、 汇编语言等。
通过实践应用和项目开发，加深对单片机 应用的理解，提高实际操作能力和解决问 题的能力。
单片机概述
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RAM
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(1)程序存储器
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内部
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外部
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0FFFH (4K)
0000H
程序存储器
中断入口地址
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中断5
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中断4
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中断3
0013H
中断2
000BH
(PC)
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片80内31
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储 器
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9
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8051
什么是单片机(一)2024
什么是单片机（一）引言概述：单片机（Microcontroller，简称MCU）是一种集成了处理器核心、内存、输入/输出控制器和各种外设功能的微型计算机系统。
它具有体积小、功耗低、成本低廉、易编程等特点，并广泛应用于嵌入式系统中。
本文将从单片机的原理、功能、应用领域、优势和发展趋势等五个大点进行阐述。
一、单片机的原理1. 单片机的基本组成及结构2. 单片机的工作原理和运行方式3. 单片机的逻辑结构和存储结构4. 单片机的时钟系统和中断系统5. 单片机和传统计算机的比较二、单片机的功能1. 单片机的数据处理功能2. 单片机的输入和输出功能3. 单片机的定时和计数功能4. 单片机的通信功能5. 单片机的其他功能（如模拟信号处理、PWM输出等）三、单片机的应用领域1. 工业控制领域中的单片机应用2. 消费电子领域中的单片机应用3. 汽车电子领域中的单片机应用4. 医疗设备领域中的单片机应用5. 家电及智能家居领域中的单片机应用四、单片机的优势1. 体积小、功耗低、成本低廉的优势2. 简单易用的开发工具和开发环境3. 丰富的外设资源和接口通信能力4. 可靠性和稳定性较高5. 灵活性和可扩展性较强五、单片机的发展趋势1. 集成度的不断提高2. 功耗的进一步降低3. 多核技术的应用和发展4. 物联网和嵌入式系统的需求推动5. 特定领域需求的定制化发展总结：通过对单片机的原理、功能、应用领域、优势和发展趋势的阐述，我们可以看到单片机在现代技术中的广泛应用和重要作用。
单片机的小巧、低功耗、灵活性等特点，使其成为嵌入式系统设计的高效工具。
随着技术的不断发展和需求的不断增加，单片机将继续迎来更广阔的应用领域和更好的发展前景。
第1章单片机概述
第1章 单片机概述导读：本章介绍单片机的基础知识、发展历史、发展趋势及应用领域。
在8位单片机机型中，Intel 8051单片机已成为国内外公认的标准体系结构，被许多厂家作为基核，推出了多种兼容机型，已在世界范围内得到广泛应用。
在众多的兼容机型中，美国ATMEL公司的AT89S5x系列，尤其是该系列中的AT89S51（或AT89S52）单片机仍是目前应用较为广泛的8位机型，也是单片机初学者首选的入门机型。
本章除了对AT89S51单片机进行简单介绍外，同时也对嵌入式处理器家族中其他成员，如DSP、嵌入式微处理器进行概括性介绍，以使读者对其有初步了解，为后续学习DSP、嵌入式微处理器打下基础。
单片机自20世纪70年代问世以来，已广泛应用在工业自动化、自动控制与检测、智能仪器仪表、机电一体化设备、汽车电子、家用电器等各个方面。
那么，什么是单片机呢？1.1 单片机简介单片机就是在一片半导体硅片上，集成了中央处理单元（CPU）、存储器（RAM、ROM）、并行I/O、串行I/O、定时器/计数器、中断系统、系统时钟电路及系统总线的用于测控领域的单片微型计算机，简称单片机。
由于单片机在使用时，通常处于测控系统的核心地位并嵌入其中，所以国际上通常把单片机称为嵌入式微控制器（Embedded MicroController Unit，EMCU）或微控制器（MicroController Unit，MCU）。
而在我国，大部分工程技术人员则习惯于使用“单片机”这一名称。
单片机的问世，是计算机技术发展史上的一个重要里程碑，它标志着计算机正式形成了通用计算机和嵌入式计算机两大分支。
单片机芯片体积小、成本低，可广泛嵌入到如工业控制单元、机器人、智能仪器仪表、武器系统、家用电器、办公自动化设备、金融电子系统、汽车电子系统、玩具、个人信息终端以及通信产品中。
单片机按照其用途可分为通用型和专用型两大类。
通用型单片机就是其内部可开发的资源（如存储器、I/O等各种外围功能部件等）可全部提供给用户。
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。
最新01单片机概述
1.2.1 微型计算机的基本结构
第 12页
1.2.2 微型计算机的工作原理
程 序 输入设备
存储器 运算器
运算 输出设备 结果
控制器
数 据
第 13页
控制 命令
1.2.3 二进制编码
在数字式计算机中，指令和数据都采用二进制编 码。不同的CPU其指令编码可能不同。
为了使计算机中的数据能与人类所能识别的文字 建立一一对应的关系，需要对数字、字母和字符 进行编码。用二进制代码对数据进行编码的方法 很多，二进制数的位数越长，所能编码的数字、 字母和字符就越多。常用的二进制编码有BCD码、 ASCII码等。
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单片机概述
单片机概述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。
单片机（Microcontrollers）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口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。
从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的300M的高速单片机。
为了与国际接轨，以后应将中文“单片机”一词和“MCU”唯一对应解释。
在国内因为“单片机”一词已约定俗成，故而可继续沿用。
1.1.2.单片机发展历史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。
单片机（Microcontrollers）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口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。
从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的300M的高速单片机。
为了与国际接轨，以后应将中文“单片机”一词和“MCU”唯一对应解释。
在国内因为“单片机”一词已约定俗成，故而可继续沿用。
单片机（Microcontrollers）诞生于1971年，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段，早期的SCM单片机都是8位或4位的。
其中最成功的是INTEL的8051，此后在8051上发展出了MCS51系列MCU系统。
前言第一章单片机概述
输入/输出接口
并行输入输出接口
连接单片机和外部设备，实现数 据的输入和输出。
串行通信接口
实现单片机与外部设备的串行通 信。
时钟电路
晶体振荡器
产生时钟信号，控制单片机的运行速 度。
定时器/计数器
在时钟信号的控制下，实现定时或计 数功能。
04 单片机的编程语言
汇编语言
01
单片机概述
目 录
• 前言 • 单片机简介 • 单片机的基本组成 • 单片机的编程语言 • 单片机的开发环境 • 单片机的发展趋势与未来展望
01 前言
编写目的
介绍单片机的概念、 发展历程和应用领域。
为后续深入学习单片 机打下基础。
帮助读者了解单片机 的基本原理和特点。
背景知识
01
02
03
微处理器
IAR Embedded Workbench
高效的编译器
IAR
Embedded
Workbench的编译器具有
高效、可靠的特点，能够
生成优化的代码。
强大的调试器
IAR
Embedded
Workbench的调试器功能
强大，支持多种调试工具
和调试方法。
易于使用的界面
IAR
Embedded
Workbench的界面设计简
03 单片机的基本组成
中央处理器
运算器
进行算术和逻辑运算，处理数据。
控制器
控制单片机各部分协调工作，是单片机的指挥中心。
指令寄存器
存储从内存中取得的指令。
程序计数器
存储下一条要执行的指令的地址。
存储器
程序存储器
用于存储程序和表格。
第1章单片机概述
台式微机
立式微机
便携式微机
微型计算机硬件结构 ——冯.诺依曼结构
输入 设备
输出 设备
I/O设备
主存储器 主机
运算器 控制器 CPU
计算机系统通常由多块印刷电路板制成：
内存条
CPU
主板
多板机
单片机
单片机是将计算机主机 (CPU、内存和I/O接 口 等集成在一小块硅片上的微型机，所以称作 单片微型计算机。
5.低电压、低功耗
? 工作电压：一般在 3～6V范围内工作，有的已能在 1.2V 或0.9V电压下工作。几乎所有的单片机都具有省电运行 方式。
区分几个概念
? CPU: Central Processing Unit ? MCU: Microcontroller Unit ? DSP: Digital Signal Processing ? DSPs: Digital Signal Processors
单片机的分类（按用途）
（1）通用型单片机 （2）专用型单片机
2. 存储器的发展
? 加大存储器容量。 片内 RAM 256B ，片内外扩 RAM (ERAM)2KB，ROM容量从4K、16K、32K到64K。
? 片内 EPROM采用 E2PROM或Flash存储器。 编程和擦 除完全是电气实现。编程和擦除速度快，可以使用通用 的编程器脱机编程，也可在线编程（ ISP：In-System Program）。
第1章 单片机概述
1.1 什么是单片机 1.2 单片机的历史及发展概况 1.3 8 位单片机的主要生产厂家和机型 1.4 单片机的发展趋势 1.5 单片机的应用 1.6 MCS-51 系列单片机 1.7 单片机的开发与开发工具
单片机01第一章概述
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时钟信号的频率决定了单片机的工作速度。不 同单片机的时钟频率可能有所不同，但通常都 在数兆赫兹至数百兆赫兹之间。
时钟电路通常由石英晶体振荡器和相关电路组 成，以确保提供稳定、准确的时钟信号。
03 单片机的编程语言
汇编语言
01
汇编语言是一种低级语言，与硬件紧密相关，可以直接控制硬 件。
02
汇编语言具有高效性，能够直接访问内存和寄存器，适用于对
使用高级语言编程可以降低开发难度， 提高开发效率，但可能会牺牲一些性 能。
04 单片机的开发环境
Keil软件
01
是一款由德国Keil公司开发的集成开发环境（IDE），
专为单片机开发而设计。
02
提供了一个完整的工具链，包括编译器、链接器、调
试器和仿真器等，支持多种单片机型号和开发语言。
03
界面友好，易于使用，适合初学者和经验丰富的开发
低功耗设计
随着环保意识的增强，低功耗设计已成为单片机发展的必然 趋势。低功耗单片机在延长产品使用寿命、降低能耗、减少 散热等方面具有显著优势，尤其在便携式设备和物联网领域 的应用前景广阔。
低功耗设计涉及芯片架构优化、电源管理、动态电压调节等 多方面技术，需要单片机厂商在硬件和软件层面进行深入研 究与创新。
性能要求较高的场合。
汇编语言可移植性差，不同的单片机需要不同的汇编语言。
03
C语言
C语言是一种中级语 言，介于汇编语言和 高级语言之间。
C语言具有较好的可 读性和可维护性，易 于学的单片机 上使用相同的C语言 代码。
第01章单片机概述
❖ 6.TI公司的单片机
德州仪器TI公司推出的MSP430F14X系列单片机是低功耗Flash型16位 RISC指令集单片机。它采用冯·诺伊曼结构，具有丰富的外围接口，性 价比极高。
❖ 7.ARM公司单片机
ARM公司成立于1990年。由于ARM内核具有功耗低，成本低等显著优 点，因此获得了众多半导体厂家和整机厂商的大力支持，在32位嵌入式 应用领域获得了巨大的成功，在低功耗，低成本的嵌入式应用领域确立 了市场领先地位。
比较高档的单片机都具有通信接口，为单片机在计 算机网络与通信设备中的应用创造了很好的条件。
1.5常用单片机简介
❖ 1.Intel公司系列单片机
MCS-48、 MCS-51 、MCS-96三个系列。存储器采用哈佛结构，即程 序存储器和数据存储器独立寻址。
❖ 2.Philips公司单片机
与MCS-51兼容，片内有I2C总线，A/D转换器等丰富的外围接口。 PHILIPS单片机独特的创造是具有I2C总线，这是一种集成电路和集成电 路之间的串行通信总线。也可用于多机通信。
单片机的基本概念
单片机，就是把中央处理器CPU（Central Processing Unit）、存储器（Memory）、定时器/计数器、中断、输 入/输出I/0（Input/Output）接口电路等功能部件集成在 一块集成电路芯片上的微型计算机，如下图所示。单片机 常被作为控制部件嵌入在应用系统中，所以也被称为嵌入 式微控制器或嵌入式单片微机。
单片机的发展
单片机自诞生以来，发展迅速，应用广泛。先后 经历了4位机、8位机、16位机和32位机几个有代表 性的发展阶段。
❖ 1．4位单片机
自1975年美国德克萨斯仪器公司首次推出4位单片机TMS1000后，各个计算机生产公司竟相推出4位单片机。
单片机教程第一课单片机概述
个人资料整理，仅供个人学习使用单片机教程第一课：单片机概述1、何谓单片机一台能够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/输出设备（例如：串行口、并行输出口等）。
在个人计算机上这些部份被分成若干块芯片，安装一个称之为主板的印刷线路板上。
而在单片机中，这些部份，全部被做到一块集成电路芯片中了，所以就称为单片（单芯片）机，而且有一些单片机中除了上述部份外，还集成了其它部份如A/D，D/A等。
天！PC中的CPU一块就要卖几千块钱，这么多东西做在一起，还不得买个天价！再说这块芯片也得非常大了。
不，价格并不高，从几元人民币到几十元人民币，体积也不大，一般用40脚封装，当然功能多一些单片机也有引脚比较多的，如68引脚，功能少的只有10多个或20多个引脚，有的甚至只8只引脚。
为什么会这样呢？功能有强弱，打个比方，市场上面有的组合音响一套才卖几百块钱，可是有的一台功放机就要卖好几千。
另外这种芯片的生产量很大，技术也很成熟，51系列的单片机已经做了十几年，所以价格就低了。
既然如此，单片机的功能肯定不强，干吗要学它呢？话不能这样说，实际工作中并不是任何需要计算机的场合都要求计算机有很高的性能，一个控制电冰箱温度的计算机难道要用PIII？应用的关键是看是否够用，是否有很好的性能价格比。
所以8051出来十多年，依然没有被淘汰，还在不断的发展中。
2、MCS51单片机和8051、8031、89C51等的关系我们平常老是讲8051，又有什么8031，现在又有89C51，它们之间究竟是什么关系? MCS51是指由美国INTEL公司（对了，就是大名鼎鼎的INTEL）生产的一系列单片机的总称，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，所以人们习惯于用8051来称呼MCS51系列单片机，而8031是前些年在我国最流行的单片机，所以很多场合会看到8031的名称。
单片机基本概念
单片机基本概念
单片机是一种集成电路，它包含了一系列的处理器、存储器和输入/输出接口。
单片机通常被用于控制电子设备和机器人。
它们的程序可以被编写成汇编语言、C语言或其他高级语言，然后被编译成机器语言。
单片机与微处理器的不同之处在于，它们集成了大量的外设接口，如串行通信接口、并行通信接口、模拟输入接口、数字输入接口等等。
这些接口可以被用来连接各种传感器、执行器和其他电子元件。
单片机的应用范围非常广泛，从家用电器到汽车控制系统都有可能用到它们。
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