單片機系統及其應用

1. 單片機有哪些主要應用

單片機從她誕生之日起，永葆青春，令我們電子工程師們一代接一代的時刻暗戀著她。以致單片機被廣泛應用於儀器儀表、工業自動控制、家用電器、醫用設備、辦公自動化設備、安全監控等領域，涵蓋了人類生活的方方面面。單片機的應用，使電路設計重心由硬體設計（傳統電路設計）向軟體設計（微控制技術）轉移。傳統電路設計的缺點在於，設計比較復雜的控制電路時，其硬體電路非常復雜，開發周期長，消耗較大的人力、物力和財力，有些智能控制電路用傳統電路設計根本無法實現，特別是直觀的人機交互界面。現在用單片機通過軟體編程就能輕而易舉實現了。電路簡單、功能強大、質量可靠，這就是單片機被廣泛是使用的根本原因。在我們的生活里，電器更新換代頻繁、體積越來越小巧、控制越來越智能、功能越來越強大、質量越來越可靠，這都是單片機嵌入應用的結果。
一、在智能儀器儀表上的應用
單片機廣泛應用於儀器儀表中，實現模擬量和數字量的轉換和處理。通過感測器，可實現諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、距離、硬度、元素、壓力、重力、音量、光亮、波形、磁感應等物理量的測量。採用單片機控制使得儀器儀表數字化、智能化、微型化、直觀化，還能通過單片機串口通信實現遠程測量和數據採集。
二、工業自動化領域的應用
在工業控制中，如工業過程自動控制、過程自動監測、過程數據採集、工業控制器、工業現場聯網通信及機電一體化自動控制系統等，都離不開單片機。在比較復雜的大型工業控制系統中，用單片機可以實現智能控制、智能數據採集、遠程自動控制，現場自動管理，真正實現工業自動化。如工業機器人的控制系統是由中央控制器、感覺系統、行走系統、擒拿系統等節點構成的多機網路系統，而其中每一個小系統都是由單片微機進行控制的。
三、在家用電器的應用
四、在計算機通信領域和安全監控系統中的應用
單片機普遍具備通信介面，可以很方便地與計算機進行數據通信，為在計算機和設備的通信提供了技術條件。如電話機及其監控設備，樓宇自動通信呼叫系統、煙火報警系統和攝像監控系統，無線有線對講系統等等。
五、在醫用設備領域中的應用
單片機在醫用設備中的用途亦相當廣泛，例如醫用呼吸機、分析儀、監護儀、診斷設備及病床呼叫系統等等。
六、在汽車電子產品中的應用
現代汽車的集中顯示系統、動力、速度、壓力監測控制系統、自動駕駛系統、導航系統、安全保護系統、通信系統和運行監視器（黑匣子）等都是單片機的功勞。
七、在辦公自動化設備中的應用
現代辦公室使用的大量通信和辦公設備多數嵌入了單片機。如列印機、復印機、傳真機、繪圖機、考勤機、電話以及通用計算機中的鍵盤解碼、磁碟驅動等。
八、在商業營銷設備中的應用
在商業營銷系統中已廣泛使用的led信息顯示屏、電子稱、收款機、條形碼閱讀器、ic卡刷卡機、計程車計價器以及倉儲安全監測系統、商場保安系統、空氣調節系統、冷凍保險系統等都採用了單片機控制。
此外，單片機在工商、金融、科研、教育、國防、航空航天等領域也有著廣泛的應用。
單片機的廣泛應用不僅讓我們享受到新型電子產品和新技術帶來的貼心服務，也使我們的生活環境變得安全、舒適、便捷；有了單片機作主控，我們的生產生活工具更加先進和智能，減輕勞動強度的同時提高了工作效率和安全系數。
可見，我們的生活離不開單片機，單片機也正在改變我們的生活。

2. 什麼是單片機什麼是單片機系統什麼是單片機應用系統

1單片機：
單片機就是將CPU、存儲器、定時計數器、I/O介面電路等集成在一個晶元。也叫單片微型計算機。
2 單片機系統：
以單片機為核心的控制系統。
3 單片機應用系統：
就是將單片機技術應用在電子、工業控制領域的各種典型產品，如以單片機為核心的智能煤氣表、
智能熱力表、上網微波爐。

3. 什麼是單片機，單片機有什麼作用

單片機是指一個集成在一塊晶元上的完整計算機系統。盡管他的大部分功能集成在一塊小晶元上，但是它具有一個完整計算機所需要的大部分部件：CPU、內存、內部和外部匯流排系統，目前大部分還會具有外存。同時集成諸如通訊介面、定時器，實時時鍾等外圍設備。而現在最強大的單片機系統甚至可以將聲音、圖像、網路、復雜的輸入輸出系統集成在一塊晶元上。

單片機比專用處理器最適合應用於嵌入式系統，因此它得到了最多的應用。事實上單片機是世界上數量最多的計算機。現代人類生活中所用的幾乎每件電子和機械產品中都會集成有單片機。手機、電話、計算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及滑鼠等電腦配件中都配有1-2部單片機。而個人電腦中也會有為數不少的單片機在工作。汽車上一般配備40多部單片機，復雜的工業控制系統上甚至可能有數百台單片機在同時工作！單片機的數量不僅遠超過PC機和其他計算的綜合，甚至比人類的數量還要多。

4. 單片機的發展歷程和應用

MCU也叫微控制單元，又稱作單片微型計算機或者單片機，是把中央處理器的頻率與規格做適當縮減，並將內存（memory）、計數器（Timer）、USB、A／D轉換、UART、PLC、DMA等周邊介面，甚至LCD驅動電路都整合在單一晶元上，形成晶元級的計算機，為不同的應用場合做不同組合控制。

單片機發展史及應用特點介紹

如手機、PC外圍、遙控器，至汽車電子、工業上的步進馬達、機器手臂的控制等，都可見到MCU的身影。本文將為大家講解單片機的發展史及在很多領域的運用。

單片機出現的歷史 並不長，但發展十分迅猛。 它的產生與發展和微處理器的產生與發展大體同步，自1971年美國Intel公司首先推出4位微處理器以來，它的發展到目前為止大致可分為5個階段。下面以Intel公司的單片機發展為代表加以介紹。

1971－1976

單片機發展的初級階段。 1971年11月Intel公司首先設計出集成度為2000隻晶體管／片的4位微處理器Intel 4004， 並配有RAM、 ROM和移位寄存器， 構成了第一台MCS—4微處理器， 而後又推出了8位微處理器Intel 8008， 以及其它各公司相繼推出的8位微處理器。

1976－1980

低性能單片機階段。 以1976年Intel公司推出的MCS—48系列為代表， 採用將8位CPU、 8位並行I／O介面、8位定時／計數器、RAM和ROM等集成於一塊半導體晶元上的單片結構， 雖然其定址范圍有限（不大於4 KB）， 也沒有串列I／O， RAM、 ROM容量小， 中斷系統也較簡單， 但功能可滿足一般工業控制和智能化儀器、儀表等的需要。

1980－1983

高性能單片機階段。 這一階段推出的高性能8位單片機普遍帶有串列口， 有多級中斷處理系統， 多個16位定時器／計數器。片內RAM、 ROM的容量加大，且定址范圍可達64 KB，個別片內還帶有A／D轉換介面。

1983－80年代末

16位單片機階段。 1983年Intel公司又推出了高性能的16位單片機MCS－96系列， 由於其採用了最新的製造工藝， 使晶元集成度高達12萬只晶體管／片。

1990年代

單片機在集成度、功能、速度、可靠性、應用領域等全方位向更高水平發展。

單片機的應用特點分析

單片機發展史及應用特點介紹

按照單片機的特點，單片機的應用分為單機應用與多機應用。在一個應用系統中，只使用一片單片機稱為單機應用。

（1） 測控系統。 用單片機可以構成各種不太復雜的工業控制系統、自適應控制系統、數據採集系統等， 達到測量與控制的目的。

（2） 智能儀表。 用單片機改造原有的測量、控制儀表， 促進儀表向數字化、智能化、多功能化、綜合化、柔性化方向發展。

（3） 機電一體化產品。單片機與傳統的機械產品相結合， 使傳統機械產品結構簡化， 控制智能化。

（4） 智能介面。 在計算機控制系統， 特別是在較大型的工業測、控系統中， 用單片機進行介面的控制與管理， 加之單片機與主機的並行工作， 大大提高了系統的運行速度。

（5） 智能民用產品。 如在家用電器、玩具、游戲機、聲像設備、電子秤、收銀機、辦公設備、廚房設備等許多產品中， 單片機控制器的引入， 不僅使產品的功能大大增強， 性能得到提高， 而且獲得了良好的使用效果。

（1） 功能集散系統。 多功能集散系統是為了滿足工程系統多種外圍功能的要求而設置的多機系統。

（2） 並行多機控制系統。 並行多機控制系統主要解決工程應用系統的快速性問題， 以便構成大型實時工程應用系統。

（3） 局部網路系統。

單片機按應用范圍又可分成通用型和專用型。專用型是針對某種特定產品而設計的，例如用於體溫計的單片機、用於洗衣機的單片機等等。在通用型的單片機中，又可按字長分為4位、8位、16／32位，雖然計算機的微處理器現在幾乎是32／64位的天下，8位、16位的微處理器已趨於萎縮，但單片機情況卻不同，8位單片機成本低，價格廉，便於開發，其性能能滿足大部分的需要，只有在航天、汽車、機器人等高技術領域，需要高速處理大量數據時，才需要選用16／32位，而在一般工業領域，8位通用型單片機，仍然是目前應用最廣的單片機。

單片機發展史及應用特點介紹

總結：到目前為止，中國的單片機應用和嵌入式系統開發走過了二十餘年的歷程，隨著嵌入式系統逐漸深入社會生活各個方面，單片機課程的教學也有從傳統的8位處理器平台向32位高級RISC處理器平台轉變的趨勢，但8位機依然難以被取代。國民經濟建設、軍事及家用電器等各個領域，尤其是手機、汽車自動導航設備、PDA、智能玩具、智能家電、醫療設備等行業都是國內急需單片機人才的行業。

5. 單片機主要應用於哪些領域

1． 單片機應用
在一個系統中只使用一塊單片機，這是目前應用最多的一種方式。主要有：
（1） 智能產品
單片機與傳統的機械產品相結合，使傳統的機械產品結構簡單化、控制智能化，構成了新一代的機電一體化產品。例如：家用電器、辦公設備、機床設備、紡織機械等工業設備。
（2） 智能儀表
用單片機糅合到測量、控制儀表中，使儀表向數字化、智能化、多功能化、綜合化、柔性化方向發展，使長期以來難以解決的誤差修正、線性化等問題迎刃而解。它集測量、處理、控制於一體，使傳統的儀器儀錶行業呈現出了嶄新的面貌。
（3） 測控系統
用單片機構成的各種工業控制系統、自適應控制系統、數據採集系統等。
（4） 數控系統
用單片機作為機床數控系統的控制機，可提高機床數控系統的可靠性、增強功能、降低數控系統的成本。
（5） 智能介面
用單片機控制計算機外部設備（例如PRT、KB、HD、FD、CRT等），用智能介面與計算機連接，可以大大減少主CPU的負擔、提高系統的運行速度、提高系統的管理水平。

2． 多機應用
（1） 功能彌散系統
（2） 多機並行控制系統

6. 什麼是單片機系統

最簡單的單片機系統是指單片機能正常工作所必須的外圍元件，主要由單片機、晶振電路和復位電路構成。而輸入、輸出部分則通過單片機的I/O口實現。一般地，單片機應用系統是指為實現特定的功能，由單片機、外圍介面電路及合適的軟體等構成的應用系統。

7. 單片機原理及應用技術

單片機的工作原理與計算機CPU的工作原理是一樣的，主要是利用片內的半導體存儲器存放用戶的程序和數據，單片機的核心中央微處理器CPU中有指令寄存器、指令解碼器，程序計數器等部件，由程序計數器尋找下一條要執行的指令，找到後，將指令送給指令寄存器，再由指令解碼器翻譯執行該指令，完成對指令功能的操作；單片機的工作就是不斷地取指令、分析指令、執行指令的循環過程。在計算機中，為了便於管理，常把一條指令的執行過程劃分為若干個階段，每一階段完成一項工作。例如，取指令、存儲器讀、存儲器寫等，這每一項工作稱為一個基本操作。

單片機的周期

時鍾周期

時鍾周期也叫振盪周期或晶振周期，即晶振的單位時間發出的脈沖數，一般有外部的振晶產生，比如12MHZ=12×106，即每秒發出12000000個脈沖信號，那麼發出一個脈沖的時間就是時鍾周期，也就是1/12μs。通常也叫做系統時鍾周期，是計算機中最基本的、最小的時間單位。

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在8051單片機中把一個時鍾周期定義為一個節拍(用P表示)，二個節拍定義為一個狀態周期(用S表示)。

機器周期

在計算機中，為了便於管理，常把一條指令的執行過程劃分為若干個階段，每一階段完成一項工作。例如，取指令、存儲器讀、存儲器寫等，這每一項工作稱為一個基本操作。完成一個基本操作所需要的時間稱為機器周期。

8. 單片機原理與應用

《單片機原理和應用》是2010年9月由電子工業出版社出版的圖書，本書系統全面地介紹了80C51單片機的基本原理、硬體結構、指令系統，並從應用的角度介紹了匯編語言程序設計、單片機外部電路的擴展，以及與鍵盤、LED顯示、LCD顯示、列印機等多種硬體介面的設計方法，詳細介紹了串列、並行介面的A/D、D/A轉換器功能特點和典型應用，增加了單片機應用系統設計、Proteus模擬、實驗和課程設計等內容。

二，本書特色

本書為江西省省級精品課程建設成果。

本書從現實教學和工程實際應用出發，對傳統單片機教材內容進行了改良，力求做到與市場接軌，與現實同步。在並行匯流排擴展問題上，著重介紹了擴展方法和典型應用，對並行器件、並行匯流排擴展及8255、8155、8279等已基本淘汰的器件進行了精簡或摒棄，補充了串列匯流排技術、串列匯流排器件介面應用和STC系列單片機內部新增功能部件的使用，以及C51編程規范等內容。

書中有單片機應用系統設計、Proteus模擬、實驗和課程設計等章節，主教材與實驗教材整合為一本書，知識量大。

9. 單片機在現實生活中的應用都有哪些

手機，電視，空調，全自動洗衣機，遙控器等。

單片機（Single-Chip Microcomputer）是一種集成電路晶元，是採用超大規模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統。

定時器/計數器等功能（可能還包括顯示驅動電路、脈寬調制電路、模擬多路轉換器、A/D轉換器等電路）集成到一塊矽片上構成的一個小而完善的微型計算機系統，在工業控制領域廣泛應用。從上世紀80年代，由當時的4位、8位單片機，發展到現在的300M的高速單片機。

運算器

運算器由運算部件——算術邏輯單元（Arithmetic & Logical Unit，簡稱ALU）、累加器和寄存器等幾部分組成。ALU的作用是把傳來的數據進行算術或邏輯運算，輸入來源為兩個8位數據，分別來自累加器和數據寄存器。ALU能完成對這兩個數據進行加、減、與、或、比較大小等操作，最後將結果存入累加器。