单片机基础资料介绍(doc 6页)
单片机基础知识
单片机基础知识单片机是指一种集成度较高、功能较为复杂的微型计算机系统。
它由中央处理器(CPU)、存储器(RAM、ROM)、输入输出接口(IO)及定时/计数器(Timer/Counter)等核心模块组成。
单片机具有体积小、功耗低、成本低等特点，被广泛应用于嵌入式系统、电子产品以及各种自动控制领域。
一、单片机的历史背景单片机概念最早出现在上世纪60年代。
随着集成电路技术的不断发展，单片机在80年代迅速崛起。
当时，单片机主要用于工业控制，但由于价格昂贵，应用范围有限。
随着技术的进步和成本的降低，单片机逐渐应用于更多领域，如家电、汽车电子、医疗设备等。
二、单片机的基本构成及功能1. 中央处理器(CPU)：单片机的核心，负责执行指令、进行计算和控制。
2. 存储器：包括随机存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。
RAM用于存储程序和数据，而ROM存储固化的程序和数据，不可修改。
3. 输入输出接口(IO)：用于与外部设备交互，包括输入接口和输出接口。
输入接口接收外部信号，如按键输入、传感器信号等；输出接口向外部设备发送信号，如LED显示、继电器控制等。
4. 定时/计数器(Timer/Counter)：用于产生时钟信号和计数，可用于定时、计算频率等应用。
三、单片机的分类根据体系结构和指令集的不同，单片机可分为多种类型，如MCS-51系列、AVR系列、PIC系列等。
其中，MCS-51系列是最早应用也最为广泛的一种单片机，由Intel公司于1980年代推出，具有较为成熟的生态系统和丰富的开发工具。
四、单片机的应用领域单片机广泛应用于各个领域，如家电、汽车电子、医疗设备等。
在家电领域，单片机被应用于空调、冰箱、洗衣机等产品，实现对设备的智能控制和功能扩展。
在汽车电子领域，单片机被用于发动机控制、车身电子控制等系统，提高了汽车的安全性和性能。
在医疗设备领域，单片机被应用于监护仪、药物泵等设备，实现对患者生命体征的监测和控制。
单片机基础知识讲解
单片机基础知识讲解单片机（Microcontroller Unit，简称MCU）是一种高度集成的计算机系统，以微处理器为核心，包含了CPU、存储器、输入/输出接口等基本部件，广泛应用于各个电子设备中。
本文将从单片机的概念、结构、工作原理、编程语言以及应用领域等方面进行基础知识的讲解。
1. 单片机的概念单片机可以看作是将微处理器与外围电路集成在一块芯片上的小型计算机系统。
它通过集成化设计，减少了外部部件的使用，提高了系统的可靠性和性能。
单片机通常具有较小的存储容量，运行速度较慢，但在成本和功耗方面却具备了优势，适合在资源有限的嵌入式系统中使用。
2. 单片机的结构单片机的结构包括中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出端口和系统总线等组成部分。
CPU是单片机的核心，负责执行指令、控制数据流动和处理各种运算。
存储器用于存储程序指令和数据，包括随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
输入/输出端口用于与外部设备进行数据的输入和输出。
通过系统总线，这些部件可以相互通信和协调工作。
3. 单片机的工作原理单片机的工作原理可以简单地概括为接收输入、处理并输出数据的过程。
首先，通过输入端口接收外部设备传来的数据，并将其储存在存储器中。
然后，CPU根据预设的程序指令对这些数据进行处理，可以进行运算、逻辑判断、控制等操作。
最后，将处理结果通过输出端口发送给外部设备，完成数据的输出。
4. 单片机的编程语言常用的单片机编程语言包括汇编语言和高级语言。
汇编语言是一种低级别的语言，直接操作硬件，执行效率高，但编写和调试过程复杂。
高级语言如C语言、Basic语言等，具有良好的可读性和可移植性，编写和调试较为简单，适合开发较为复杂的嵌入式应用程序。
5. 单片机的应用领域由于单片机具有资源占用小、功耗低、可靠性高等特点，广泛应用于各个领域。
在工业控制领域，单片机可以实现对生产流程、自动化装置的控制和监测；在通信领域，单片机可以实现数据传输、网络通信和信号处理；在家电和消费电子领域，单片机可以实现各类电子产品的功能控制和智能化管理。
单片机基础知识
3. 控制引脚(4根)
PSEN (29脚)：片外ROM读选通信号端。当访问外部程序存储
器时，此引脚输出负脉冲选通信号，16位地址数据将出现在P0和 P2 口上，外部程序存储器则把指令数据放到P0口上，由CPU读入 并执行。
EA/Vpp (31脚)：外部程序存储器地址允许输入端。
当EA接高电平时，CPU执行片内ROM指令，但当PC值超过0FFFH时， 将自动转去执行片外ROM指令；当EA接低电平时，CPU只执行片外ROM 指令。
以直接输出大电流和高电压，以便能直接驱动LED和VFD（荧光 显示器）。 （2）有些单片机设置了一些特殊的串行I/O功能，为构成分布式、 网络化系统提供方便条件。
4．低功耗化
CMOS化，功耗小，配置有等待状态、睡眠状态、关闭状态等 工作方式。消耗电流仅在µA或nA量级，适于电池供电的便携式、 手持式的仪器仪表以及其它消费类电子产品。
36 P0.3
V (40脚)：电源端，接+5V电源。
CC
P1.5 6 P1.6 7
P1.7 8
35 P0.4 34 P0.5
33 P0.6
RST/VPD 9 8051 32 P0.7
RXD/P3.0 10
31 EA/VPP
VSS(20脚)：接地端。
TXD/P3.1 11 INT0/P3.2 12 INT1/P3.3 13
P3 口
17XTAL1 19
22 P2.1
VSS 20
21 P2.0
8051的 40个引 脚可分
为：
图 2-3 8051 单片机引脚图
.0 1 P1.1 2
40 VCC 39 P0.0
P1.2 3
38 P0.1
单片机基础知识
2023/8/4
液晶字符显示屏
液晶图形点阵显示屏
25
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拨动开关
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红外遥控用 发射接受一体管
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继电器
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各类接插件
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超声波发射接受头
遥控组件
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双路遥控组件
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长距离遥控器3000－4000M
Motorola单片机特点之一是在同样速度下所用的时钟频率 较Intel类单片机低很多，因而使得高频噪声低，抗干扰能力 强，更适合用于工控领域及恶劣的环境。Motorola 8位单片 机过去的策略是以掩膜为主，最近推出了OTP计划以适应单 片机发展新趋势。在32位机上，M.CORE在性能和功耗方面 都胜过ARM7。
带引线的塑料芯片封装
PLCC44(Plastic Leaded Chip Carrier)
单片机芯片STC89C52
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5
1.1.2 单片机与微型计算机的关系
计算机的发展经历了从电子管、晶体管、集成电路到大规 模集成电路四代的演变。微型计算机属于第四代计算机。
微型计算机的发展以微处理器的发展为特征，主要表现： 芯片集成度的提高(从最初的约2000个晶体管/片发展到目 前的几百万个晶体管/片)； 处理器位数的增加（从4位增加到64位）； 时钟频率的加快(从1MHz到约几个GHz)； 价格的逐渐降低等方面。
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8×8二极管点阵
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八段数码管
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B电气05-吴欣--单片机控制的GPS定位信息显示器系统
单片机入门知识
单片机入门知识概述单片机，也被称为微控制器，是一种集成芯片，它包含了微处理器、存储器、输入/输出接口等功能。
以下是对单片机入门知识的一些介绍。
一、单片机的组成部分1. CPU：中央处理器，负责运算和控制，包括运算逻辑和中断系统以及部分外部特殊功能寄存器。
2. RAM：随机存取存储器，用于存放可以读写的数据，如运算的中间结果、最终结果以及要显示的数据。
3. ROM：只读存储器，用于存放程序和一些原始数据及表格。
4. I/O口：四个8位并行I/O口，既可用作输入，也可用作输出。
5. T/C：两个定时/记数器，既可以工作在定时模式，也可以工作在记数模式。
6. 中断源：五个中断源的中断控制系统。
7. UART：一个全双工UART（通用异步接收发送器）的串行I/O口，用于实现单片机之间或单片机与微机之间的串行通信。
8. 振荡器和时钟产生电路：片内振荡器和时钟产生电路，石英晶体和微调电容需要外接，最高振荡频率取决于单片机型号及性能。
二、如何入门单片机的学习入门单片机的学习需要按照以下步骤进行：1. 选择8位单片机作为入门之选，学习和精通一个型号的单片机。
2. 多写代码并进行实际操作，通过实践来加深对单片机基础知识的理解。
3. 学习并掌握一些常用的模拟电路和数字电路知识，例如电阻限流、电容滤波、运放放大等，这些知识在之后设计电路和调试程序时将非常有用。
4. 精通C语言，特别是指针和数组，了解预处理和编译过程会大有裨益。
5. 学习和使用一个电路设计软件，例如Protell99。
6. 掌握万用表和示波器的使用方法，以及一些常用的测试手段。
7. 在学习的过程中，整理并形成自己的元器件库和常用程序库。
8. 多看各种单片机案例，掌握各种常用芯片的使用方法。
单片机基础知识概要
单片机原理与应用
1.1.2 单片机的发展历史
1、单片机诞生于20世纪70年代。
1946: 第一台电子计算机诞生
1973: TI公司注册了世界上第一个单片机专利
单片机仍处在初级的发展阶段，元件集成规模 还比较小，功能比较简单，一般均把CPU、 RAM有的还包括了一些简单的I/O口集成到芯 片上，象Farichild公司就属于这一类型，它还 需配上外围的其他处理电路方才构成完整的计 算系统。类似的单片机还有Zilog公司的Z80微 处理器。
第1章 单片机基础知识
单片机原理与应用
2、单片机的发展、应用里程碑
。
TI 公司推出 TMS1000单片机
TI 公司高速反雷达导航器
INTEL公司推出了MCS-48单 片机，起到8位机的引领和带 头作用，Zilog公司的Z8系列 在其带领下产生的。
第1章 单片机基础知识
单片机原理与应用
DALLAS (June 11, 1978) 一种新的 单片集成电路电子语音合成器由 Texas Instruments 开发.
第1章 单片机基础知识
单片机原理与应用
2、微型单片化
• 现在常规的单片机普遍都是将中央处理器(CPU)、随机 存取数据存储(RAM)、只读程序存储器(ROM)、并行和 串行通信接口，中断系统、定时电路、时钟电路集成在 一块单一的芯片上，增强型的单片机集成了如A/D转换 器、PMW(脉宽调制电路)、WDT(看门狗)、有些单片机 将LCD(液晶)驱动电路都集成在单一的芯片上，这样单 片机包含的单元电路就更多，功能就越强大。 • 单片机厂商可以根据用户的要求量身定做，制造出具有 自己特色的单片机芯片。 • 现在的产品普遍要求体积小、重量轻，这就要求单片机 除了功能强和功耗低外，还要求其体积要小。 • 现在的许多单片机都具有多种封装形式，其中SMD(表 面封装)越来越受欢迎，使得由单片机构成的系统正朝微 型化方向发展。
第一章 单片机基础知识
第一章单片机基础知识单片机基础知识单片机（Microcontroller）是一种被广泛应用于电子设备中的微型计算机芯片，它集成了中央处理器（CPU）、存储器、输入输出端口及定时器等重要元件。
它的应用范围非常广泛，从简单的家电控制器到复杂的工控系统，无不离开单片机的应用。
一、单片机的起源及发展单片机的起源可以追溯到上世纪70年代早期，当时Intel公司推出了Intel 8048和Intel 8051，这两款单片机被视为单片机的奠基之作。
此后，各大芯片厂商纷纷推出了自己的单片机产品，并且随着技术的不断进步，单片机的功能和性能也得到了极大的提升。
二、单片机的组成单片机由CPU、存储器、输入输出端口和定时器等组成。
其中，CPU是单片机的核心部件，它负责执行指令和进行计算。
存储器主要用来存储程序指令和数据。
输入输出端口用于与外部设备进行数据交互。
定时器则负责计算时间和生成定时信号。
三、单片机的工作原理单片机以时钟信号驱动，指令按照一定的时序依次执行。
当单片机上电后，首先会复位，然后进入初始化程序，接着执行主程序。
单片机可以根据需要从输入端口读取数据，经过处理后再通过输出端口输出结果。
四、单片机的应用单片机广泛应用于各个领域，如家电控制、工控系统、汽车电子、医疗设备等。
以家电控制为例，我们可以通过单片机来实现空调的温度控制、洗衣机的程序控制、电视机的遥控功能等。
五、单片机的学习方法学习单片机需要掌握汇编语言和C语言编程。
首先，我们需要了解单片机的基本原理和功能，然后学习如何使用编译器和开发环境搭建单片机的开发环境。
接下来，可以通过编写简单的程序来加深对单片机的理解，并逐步掌握单片机的高级功能和应用。
六、单片机的发展趋势随着科技的不断进步，单片机的功能和性能将会不断提升。
未来，单片机将朝着低功耗、高性能和高可靠性的方向发展。
同时，随着物联网的兴起，单片机的应用也将会更加广泛。
七、总结单片机作为一种重要的电子元件，广泛应用于各种电子设备中。
单片机基础资料介绍
单片机基础资料介绍单片机（Microcontroller Unit，MCU）是一种集成了中央处理器（CPU）、存储器和一些通信接口的微型计算机系统。
它被广泛应用于各个领域，包括工业控制、家用电器、汽车电子、通信设备等。
本文旨在介绍单片机的基础知识，包括其构成、工作原理和应用领域。
一、构成单片机主要由以下几个部分组成：1. 中央处理器（CPU）：负责执行程序、进行运算和控制操作。
2. 存储器：包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
RAM用于存储程序和数据，ROM用于存储固化的程序。
3. 输入输出（I/O）接口：用于与外部设备进行数据交换，包括输入口和输出口。
4. 定时器/计数器：用于产生系统时钟和计时计数。
5. 通信接口：如串行通信接口（UART）、并行通信接口（PIO）等，用于与外部设备进行数据通信。
二、工作原理单片机的工作原理主要包括指令周期、时钟和时序控制。
1. 指令周期：指令周期是执行一条指令所需要的时间，由若干个机器周期组成。
机器周期是指CPU执行一次基本操作所需要的时间。
2. 时钟：单片机通过时钟信号同步各个部件的工作，保证系统的稳定运行。
时钟信号可以通过外部晶振或者内部振荡电路产生。
3. 时序控制：时序控制是指按照特定的时间顺序进行指令执行和数据传输的过程。
单片机通过时序控制来保证指令的正确执行和数据的准确传输。
三、应用领域单片机在各个领域都有广泛的应用，以下是几个常见的应用领域：1. 工业控制：单片机可以用于自动化生产线的控制和监测，实现对生产过程的精确控制。
2. 家用电器：单片机可以用于家电产品中的控制系统，如空调、洗衣机、冰箱等，实现各种功能的协调工作。
3. 汽车电子：单片机在汽车电子领域的应用非常广泛，包括发动机控制、车身控制、车载娱乐系统等。
4. 通信设备：单片机可以用于通信设备的控制和数据处理，如手机、路由器、交换机等。
总结：本文介绍了单片机的基础知识，包括其构成、工作原理和应用领域。
单片机基础知识汇总
单片机基础知识汇总在现代科技领域中，单片机（Microcontroller）是一个重要的概念。
它是一种集成了处理器核心、内存、外设接口以及定时器等组件的微型计算机系统。
单片机广泛应用于各个行业，包括电子产品、通信设备、汽车电子和工业控制等领域。
本文将全面介绍单片机的基础知识，包括其定义、原理、应用以及学习路径等内容。
一、单片机的定义与原理单片机是一种专用集成电路芯片，通常由处理器核心、内存、输入输出接口和定时器等组成。
与通用计算机系统相比，单片机规模更小、功耗更低，并具备更强的实时性能和稳定性。
单片机基于存储程序控制的原理，即通过储存在内存中的指令序列来控制其运行。
它可以根据程序的要求进行数据处理、信号输入输出以及与外部设备的交互。
由于单片机内部集成了大量的硬件资源，因此可以广泛应用于各种应用场景。
二、单片机的应用领域1. 电子产品单片机在电子产品中的应用非常广泛。
比如，手机、电视、音响等消费电子产品都采用了单片机来实现其功能。
单片机通过控制各种外设实现音视频解码、界面显示、按键控制等功能，为电子产品提供了强大的处理能力。
2. 通信设备在通信设备中，单片机常用于调制解调器、无线通信模块、数据传输等功能的控制。
通过单片机可以实现数据的编解码、信号的调节以及通讯协议的处理，为通信设备提供了可靠的控制和数据处理能力。
3. 汽车电子现代汽车中的许多功能都离不开单片机的支持。
比如，发动机控制单元（ECU）就是一种基于单片机的系统，它负责发动机的管理和控制。
此外，车载娱乐系统、安全系统和车身控制系统等都需要单片机来实现。
4. 工业控制单片机在工业控制领域具有重要作用。
它可以用于机器人控制、自动化生产线、仪器仪表以及数据采集与处理等方面。
借助单片机的处理能力，工业系统可以更加高效、精确地进行控制和监测，提高生产效率和质量。
三、学习单片机的路径和方法学习单片机需要掌握一定的电子基础知识和编程技能。
以下是一条较为常见的学习路径和方法，供参考：1. 学习基础电子知识首先，需要了解电子元器件的基本原理和使用方法。
单片机原理与应用掌握的基础知识
单片机原理与应用掌握的基础知识什么是单片机•单片机是一种集成电路芯片，内部包含了微处理器核心、存储器以及各种外设接口电路。
•单片机通过程序控制，可以完成各种操作和控制任务。
•单片机常用于嵌入式系统、智能控制等领域。
单片机的工作原理•单片机通过外部输入信号，经过处理后输出相应的控制信号。
•单片机的工作原理可以简单概括为：接收输入 -> 处理 -> 输出控制信号。
•单片机内部的微处理器核心是实现这一过程的关键。
单片机的基本组成部分•微处理器核心：包括中央处理器、存储器和时钟电路等。
•存储器：分为程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）。
•输入输出接口：用于与外部器件进行数据交互。
•程序计数器：用于存储当前执行的指令地址。
•控制部件：负责指令的执行和控制信号的生成。
单片机的应用领域•家用电器控制：如电视、空调、洗衣机等。
•工业自动化：如生产线控制、传感器控制等。
•智能家居：如智能灯光控制、智能门锁等。
•电子设备：如嵌入式系统、无线通信等。
单片机编程基础知识•硬件连接：单片机通常需要通过引脚与外部电路连接，完成输入输出功能。
•程序设计：单片机需要通过编写程序实现各种功能和控制任务。
•编程语言：单片机常用的编程语言有C语言和汇编语言。
•开发环境：单片机的开发需要借助开发工具和调试器来完成。
单片机常见的应用案例1.温度控制器：通过单片机接收温度传感器的信号，控制加热或制冷设备，实现温度的控制。
2.智能家居系统：利用单片机实现对家居设备的控制，包括灯光、窗帘、门锁等的自动化控制。
3.电子秤：通过单片机接收称重传感器的信号，并显示出对应的重量信息。
4.电子闹钟：通过单片机控制液晶显示屏，实现时间的显示和闹钟功能。
5.无人机控制系统：单片机可以用来控制无人机的飞行、摄像等功能。
单片机的发展趋势•多核：随着单片机技术的发展，未来的单片机可能会采用多核设计，提高处理能力。
•物联网：随着物联网的兴起，单片机在物联网设备中的应用越来越广泛，需求也越来越大。
单片机课件基础知识
第7页，本讲稿共55页
1970年微型计算机研制成功之后，随着大规模集成电路的发展又出现了单片
微机，并且按照不同的发展要求，形成了二个独立发展的分支。美国
Intel公司1971年生产的4位单片微机4004和1972年生产的雏型8位单 片微机8008，特别是1976年MCS-48单片微机问世以来，在短短的二
单片机课件基础知识
1
第1页，本讲稿共55页
第1章 基础知识
本章内容： 本章主要介绍单片机的概念、单片机的发展、基
本的结构和特点、单片机的应用模式和领域以及 MCS-51单片机等。
2
第2页，本讲稿共55页
1.1 计算机的一些概念
计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和 输出设备五个部分组成。
输入 设备
单片机与微处理器（cpu）、微机概念不同。
4
第4页，本讲稿共55页
集中指令集（CISC）和精简指令集（RISC）
采用CISC结构的单片机数据线和指令线分时复用，即所谓冯·诺伊曼结构。 它的指令丰富，功能较强，但取指令和取数据不能同时进行，速度受限， 价格亦高。采用RISC结构的单片机数据线和指令线分离，即所谓哈佛结构。 这使得取指令和取数据可同时进行，且由于一般指令线宽于数据线，使其 指令较同类CISC单片机指令包含更多的处理信息，执行效率更高，速 度亦更快。同时，这种单片机指令多为单字节，程序存储器的空间利 用率大大提高，有利于实现超小型化。
运算器
存储器
输出 设备
控制器
计算机的结构（冯.诺 伊曼）
3
第3页，本讲稿共55页
什么是单片机？
随着微电子技术的发展和近代超大规模集成电路的出现，微处理器及相关 的外围芯片又有了飞速的发展，其最新进展之一是将微处理器和外围芯片，
单片机学习资料
引言：单片机是现代电子技术中常用的一种芯片，广泛应用于各种电子设备中。
学习单片机对于电子工程师来说是必不可少的一部分，因为它涉及到了嵌入式系统以及微控制器等方面的知识。
本文将为读者提供全面的单片机学习资料，帮助读者系统、深入地学习单片机。
概述：本文将从基础概念入手，介绍单片机的定义、分类和应用。
然后分别从硬件和软件两个方面详细讲解单片机的学习资料。
在硬件方面，将介绍单片机的工作原理、内部结构以及常用的外围电路。
在软件方面，将介绍单片机的编程语言、编程工具以及常见的编程案例。
将总结本文的内容，帮助读者在学习单片机的过程中更好地进行规划和实施。
正文内容：1.单片机基础知识1.1单片机的定义和分类1.2单片机的应用领域1.3单片机与微处理器的区别1.4单片机的发展历程2.单片机硬件学习资料2.1单片机的工作原理2.2单片机的内部结构2.3单片机常用的外围电路2.4单片机的输入输出接口2.5单片机的定时器和计数器3.单片机软件学习资料3.1单片机的编程语言3.2单片机的编程工具3.3单片机的编程步骤3.4单片机常见的编程案例3.5单片机的调试方法4.单片机实践案例4.1LED控制案例4.2电机驱动案例4.3温度传感器应用案例4.4按键输入案例4.5定时器应用案例5.单片机学习资源推荐5.1书籍推荐5.2在线教程推荐5.3实验平台推荐5.4论坛和社区推荐5.5相关培训机构推荐总结：本文通过介绍单片机的基础知识、硬件和软件学习资料、实践案例以及相关学习资源，为读者提供了全面且系统的单片机学习资料。
通过学习本文内容，读者将能够全面了解单片机的基本原理与应用，掌握单片机的编程技术，以及运用单片机解决实际问题的能力。
同时，通过推荐相关学习资源，读者可以进一步深入学习和扩展自己的单片机知识。
希望读者能够通过本文的帮助，更好地学习和掌握单片机技术，为电子工程事业的发展做出贡献。
单片机基础知识资料
•堆栈与堆栈指针 •片内RAM的部分单 元还可以用作堆栈。
第4章 80C51单片机硬件基础知识 2）特殊功能寄存器
所有单片机片内外设是依靠对内部特殊功能寄存器的操作实现其功能的，80C51也不例外，特殊功能寄 存器（SFR, Special Function Register）也称专用寄存器，专用于控制、管理单片机内部算术逻辑部件、并 行I/O口、串行I/O口、定时器/计数器、中断系统等功能模块的工作，用户在编程时可以置数设定，不能移作 他用。
51系列单片机
基于HMOS工艺， 它们的指令系统 与芯片引脚完全 兼容，只是片内 程序存储器 （ROM） 有所不同。
8031 80C31
8051 80C51
875l 87C5l
51子系列 的主要功 能为：
第4章 80C51单片机硬件基础知识
MCS-51系列单片机内部组成
8位CPU。 片内带振荡器及时钟电路。 128B片内数据存储器。 4KB片内程序存储器（8031/80C31无）。 程序存储器的寻址范围为64KB。 片外数据存储器的寻址范围为64KB。 21B特殊功能寄存器。 4×8根I/O线。 1个全双工串行I/O接口，可多机通信。 2个16位定时器/计数器。 中断系统有5个中断源，可编程为两个优先级。 111条指令，含乘法指令和除法指令。 布尔处理器。 使用单＋5V电源。
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤
1. 电子计算机的发展概述 2. 单片机的发展过程及产品近况 3. 单片机的特点 4. 单片机应用系统开发简介
单片机简介
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤
单片机及其展过程 单片机是什么？
单片机是单片微型计算机的简称，它是在一块半导体芯片上，集成了CPU、半导体存储器、 I/O(Input/Output)接口、中断系统和定时器等计算机必备部件，所构成的一个完整的数字电子计算机。
单片机基础知识
单片机基础知识单片机（Microcontroller）是一种集成电路，包含了中央处理器（CPU）、内存（RAM和ROM）、输入/输出接口（I/O）以及时钟电路等基本组成部分，它可以完成各种控制任务。
单片机的基本原理是将多个逻辑功能模块集成在一个芯片上，通过编程控制这些模块的工作，从而实现特定的功能。
相比于传统的离散电路，单片机具有体积小、功耗低、成本低、易于编程等优点，因此被广泛应用于各种电子设备中。
单片机的核心部分是中央处理器（CPU），它负责执行各种指令和算法。
常见的单片机有8位、16位和32位不同的位宽，不同位宽的单片机具有不同的处理能力。
CPU通过时钟电路控制指令的执行速度。
单片机的内存分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
RAM用于存储程序的运行数据和临时数据，而ROM用于存储程序的指令和常量数据。
RAM的容量一般比较小，通常在几千字节到几十千字节之间，而ROM的容量可以达到几百千字节。
单片机的输入/输出接口（I/O）用于与外部设备进行数据交互。
常见的输入设备有按键、开关和传感器等，常见的输出设备有LED灯、LCD显示器和继电器等。
通过编程控制I/O口的状态和电平，单片机可以实现与外部设备的通讯和控制。
在单片机中，编程语言是非常重要的。
常见的单片机编程语言包括C语言和汇编语言。
C语言是一种高级语言，具有代码简洁、易于阅读和移植性好等特点，因此被广泛应用于单片机的编程中。
汇编语言则是一种低级语言，直接操作底层硬件，具有高效性和灵活性的优点，但学习和编写复杂，不易于移植。
对于初学者来说，了解单片机的基础知识是非常重要的。
首先需要学习单片机的基本原理和工作原理，了解CPU、ROM、RAM和I/O等基本组成部分的作用和功能。
其次需要学习单片机的编程语言，掌握基本的编程语法和开发工具。
最后需要进行实践，通过实际的项目和实验，提升自己的技能和经验。
总之，单片机是现代电子技术的核心，掌握单片机的基础知识对于从事电子技术相关工作的人来说非常重要。
单片机基本知识
单片机基本知识单片机（Microcontroller Unit，简称MCU）是一种在单个集成电路中集成了微处理器核心、存储器、输入输出端口和其他外围设备的微型电脑。
它具有体积小、功耗低、成本低等优点，广泛应用于各个领域，如家电、汽车、通信等。
在本文中，我们将介绍单片机的基本知识，包括工作原理、应用领域和编程技巧等。
一、单片机的工作原理单片机是一种嵌入式系统，它通过集成了微处理器核心、存储器、输入输出端口和其他外围设备在一个芯片上实现了计算、控制和通信等功能。
当单片机上电后，微处理器核心开始执行程序存储在存储器中的指令，通过输入输出端口与外部设备进行通信和控制，从而完成各种任务。
单片机的核心是微处理器，常见的有Intel的8051系列、Atmel的AVR系列和PIC系列等。
它们具有不同的架构和指令集，但基本原理相似。
单片机中的存储器包括程序存储器和数据存储器，程序存储器用于存储指令，数据存储器用于存储数据。
输入输出端口用于连接外部设备，如按钮、LED灯、液晶显示屏等，通过读取外部设备的状态或者控制其状态来实现与外界的通信。
二、单片机的应用领域单片机广泛应用于各个领域，其中一些常见的应用领域包括：1. 家电控制：单片机可以用于控制家电，如空调、洗衣机、微波炉等。
通过读取传感器的信号并根据预设的控制策略执行相应的操作，单片机可以实现家电的自动控制和智能化功能。
2. 汽车电子：单片机在汽车电子领域得到广泛应用，如车载音响、车门控制、仪表盘显示等。
它可以用于控制各种功能模块，并通过通信总线与其他模块进行数据交换和控制。
3. 工业自动化：在工业控制系统中，单片机通常用于逻辑控制、数据采集和通信等任务。
它可以实现实时监控生产设备的状态、控制生产过程和数据记录等功能。
4. 通信设备：单片机在通信设备中扮演重要角色，如手机、路由器、物联网设备等。
它可以实现数据处理、通信协议的支持和用户界面的控制等功能。
三、单片机的编程技巧为了有效地利用单片机，掌握一些编程技巧是必要的。
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单片机基础资料介绍(doc 6页)4.1 单片机介绍：单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。
尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。
同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。
而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。
单片机也被称为微控制器（Microcontroler），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提及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的提高。
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机和其他计算的综合，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。
概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。
它的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。
4.2 AT89C51 简介：AT89C51（如图2-10所示）是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89S51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
AT89C51单片机示意图（4-2-1）VCC：供电电压。
GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH 编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。
作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
RST：复位输入。
当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时当8051通电，时钟电路开始工作，在RESET引脚上出现24个时钟周期以上的高电平，系统即初始复位。
初始化后，程序计数器PC指向0000H，P0-P3输出口全部为高电平，堆栈指钟写入07H，其它专用寄存器被清“0”。
RESET由高电平下降为低电平后，系统即从0000H地址开始执行程序。
然而，初始复位不改变RAM（包括工作寄存器R0-R7）的状态，特殊功能寄存器初始态特殊功能寄存器初始态ACC 00H B 00HPSW 00H SP 07HDPH 00H TH0 00HDPL 00H TL0 00HIP xxx00000B TH1 00HIE 0xx00000B TL1 00HTMOD 00H TCON 00HSCON xxxxxxxxB SBUF 00HP0-P3 1111111B PCON 0xxxxxxxB8051的初始态（4-2-2）ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。
在平时，ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。
此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。
另外，该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
PSEN：外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN 信号将不出现。
EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。
注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。
在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2：来自反向振荡器的输出。
振荡器特性：XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。
该反向放大器可以配置为片内振荡器。
石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。
如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。
有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。
芯片擦除：整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE管脚处于低电平10ms 来完成。
在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。
此外，AT89S51设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。
在闲置模式下，CPU停止工作。
但RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。
在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。
在自然界，任何高于绝对温度（- 273度）时物体都将产生红外光谱，不同温度的物体，其释放的红外能量的波长是不一样的，因此红外波长与温度的高低是相关的。
在被动红外探测器中有两个关键性的元件，一个是热释电红外传感器(PIR)，它能将波长为8一12um之间的红外信号变化转变为电信号，并能对自然界中的白光信号具有抑制作用，因此在被动红外探测器的警戒区内，当无人体移动时，热释电红外感应器感应到的只是背景温度，当人体进人警戒区，通过菲涅尔透镜，热释电红外感应器感应到的是人体温度与背景温度的差异信号，因此，红外探测器的红外探测的基本概念就是感应移动物体与背景物体的温度的差异。
另外一个器件就是菲涅尔透镜，菲涅尔透镜有两种形式，即折射式和反射式。
菲涅尔透镜作用有两个:一是聚焦作用，即将热释的红外信号折射（反射）在PIR上，第二个作用是将警戒区内分为若干个明区和暗区，使进入警戒区的移动物体能以温度变化的形式在PIR上产生变化热释红外信号，这样PIR就能产生变化的电信号。
人体都有恒定的体温，一般在37度，所以会发出特定波长10微米左右的红外线，被动式红外探头就是靠探测人体发射的10微米左右的红外线而进行工作的。
人体发射的10微米左右的红外线通过菲泥尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。
红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生报警信号。
1)这种探头是以探测人体辐射为目标的。
所以热释电元件对波长为10微米左右的红外辐射必须非常敏感。
2)为了仅仅对人体的红外辐射敏感，在它的辐射照面通常覆盖有特殊的菲泥尔滤光片，使环境的干扰受到明显的控制作用。
3)被动红外探头，其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元。
而且制成的两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是探测器无信号输出。
4)人一旦侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，经信号处理而报警。
5)菲泥尔滤光片根据性能要求不同，具有不同的焦距（感应距离），从而产生不同的监控视场，视场越多，控制越严密。