1. 51單片機系列的區別與特點介紹
1、8031的特點
8031片內不帶程序存儲器ROM,使用時用戶需外接程序存儲器和一片邏輯電路373,外接的程序存儲器多為EPROM的2764系列。用戶若想對寫入到EPROM中的程序進行修改,必須先用一種特殊的紫外線燈將其照射擦除,之後再可寫入。寫入到外接程序存儲器的程序代碼沒有什麼保密性可言。
2、8051的特點
8051片內有4k ROM,無須外接外存儲器和373,更能體現「單片」的簡練。但是你編的程序你無法燒寫到其ROM中,只有將程序交晶元廠代你燒寫,並是一次性的,今後你和晶元廠都不能改寫其內容。
3、8751的特點
8751與8051基本一樣,但8751片內有4k的EPROM,用戶可以將自己編寫的程序寫入單片機的EPROM中進行現場實驗與應用,EPROM的改寫同樣需要用紫外線燈照射一定時間擦除後再燒寫。
由於上述類型的單片機應用的早,影響很大,已成為事實上的工業標准。後來很多晶元廠商以各種方式與Intel公司合作,也推出了同類型的單片機,如同一種單片機的多個版本一樣,雖都在不斷的改變製造工藝,但內核卻一樣,也就是說這類單片機指令系統完全兼容,絕大多數管腳也兼容;在使用上基本可以直接互換。人們統稱這些與8051內核相同的單片機為「51系列單片機」,學了其中一種,便會所有的51系列。
4、AT89C51、AT89S51的特點
在眾多的51系列單片機中,要算 ATMEL 公司的AT89C51、AT89S51更實用,因他不但和8051指令、管腳完全兼容,而且其片內的4K程序存儲器是FLASH工藝的,這種工藝的存儲器用戶可以用電的方式瞬間擦除、改寫,一般專為 ATMEL AT89xx 做的編程器均帶有這些功能。顯而易見,這種單片機對開發設備的要求很低,開發時間也大大縮短。寫入單片機內的程序還可以進行加密,這又很好地保護了你的勞動成果。再著,AT89C51、AT89S51目前的售價比8031還低,市場供應也很充足。
AT89S51、52是2003年ATMEL推出的新型品種,除了完全兼容8051外,還多了ISP編程和看門狗功能。我們也專門為這種新片設計了一款 編程、學習、實驗板。
5、AT89C2051、AT89C1051等的特點
ATMEL公司的51系列還有AT89C2051、AT89C1051等品種,這些晶元是在AT89C51的基礎上將一些功能精簡掉後形成的精簡版。AT89C2051取掉了P0口和P2口,內部的程序FLASH存儲器也小到2K,封裝形式也由51的P40腳改為20腳,相應的價格也低一些,特別適合在一些智能玩具,手持儀器等程序不大的電路環境下應用;AT89C1051在2051的基礎上,再次精簡掉了串口功能等,程序存儲器再次減小到1k,當然價格也更低。
對2051和1051來說,雖然減掉了一些資源,但他們片內都集成了一個精密比較器,別小看這小小的比較器,他為我們測量一些模擬信號提供了極大的方便,在外加幾個電阻和電容的情況下,就可以測量電壓、溫度等我們日常需要的量。這對很多日用電器的設計是很寶貴的資源。
ATMEL的51、2051、1051均有多種封裝,如AT89C(S)51有PDIP、PLCC和PQFP/TQFP等封裝;2051/1051有PDIP和SOIC封裝等。下圖是部分封裝實物。
由於51系列單片機的內核都一樣,所以在51單片機教材方面目前仍然沿用Intel MCS 8051單片機的書籍。開發軟體和工具也是一樣,我們統稱為8051開發系統、環境、等等,如我們網站介紹的匯編程序ASM51、Keil C51、MedWin 等均是針對8051內核單片機的開發軟體。
單對AT89C51、AT89S51來說,在實際電路中可以直接互換8051//8751,替換8031隻是第31腳有區別,8031因內部沒有ROM,31腳需接地(GND),單片機在啟動後就到外面程序存儲器讀取指令;而8051/8751/89c51因內部有程序存儲器,31腳接高電平(VCC),單片機啟動後直接在內部讀取指令。也就是51晶元的31腳控制著單片機程序從內部讀取還是從外部讀取,31腳接電源,程序從內部讀取,31腳接地,程序從外部讀取。其他無須改動。另外,AT89C51、AT89s51替換8031後因不用外存儲器,不必安裝原電路的外存儲器和373晶元。
6、89S51與89C51的區別
MCS-51單片機是美國INTE公司於1980年推出的產品,典型產品有 8031(內部沒有程序存儲器,實際使用方面已經被市場淘汰)、8051(晶元採用HMOS,功耗是630mW,是89C51的5倍,實際使用方面已經被市場淘汰)和8751等通用產品,一直到現在, MCS-51內核系列兼容的單片機仍是應用的主流產品(比如目前流行的89S51、89C51等),各高校及專業學校的培訓教材仍與MCS-51單片機作為代表進行理論基礎學習。有些文獻甚至也將8051泛指MCS-51系列單片機,8051是早期的最典型的代表作,MCS-51內核實際上已經成為一個8位單片機的標准。
其他的公司的51單片機產品都是和MCS-51內核兼容的產品而以。同樣的一段程序,在各個單片機廠家的硬體上運行的結果都是一樣的,如ATMEL的89C51(已經停產)、89S51, PHILIPS(菲利浦),和WINBOND(華邦)等,我們常說的已經停產的89C51指的是ATMEL公司的 AT89C51單片機,同時是在原基礎上增強了許多特性,如時鍾,更優秀的是由Flash(程序存儲器的內容至少可以改寫1000次)存儲器取帶了原來的ROM(一次性寫入),AT89C51的性能相對於8051已經算是非常優越的了。
不過在市場化方面,89C51受到了PIC單片機陣營的挑戰,89C51最致命的缺陷在於不支持ISP(在線更新程序)功能,必須加上ISP功能等新功能才能更好延續MCS-51的傳奇。89S51就是在這樣的背景下取代89C51的,現在,89S51目前已經成為了實際應用市場上新的寵兒,作為市場佔有率第一的Atmel目前公司已經停產AT89C51,將用AT89S51代替。89S51在工藝上進行了改進,89S51採用0.35新工藝,成本降低,而且將功能提升,增加了競爭力。89SXX可以像下兼容89CXX等51系列晶元。同時,Atmel不再接受89CXX的定單,大家在市場上見到的89C51實際都是Atmel前期生產的巨量庫存而以。如果市場需要,Atmel當然也可以再恢復生產AT89C51。
7、89S51相對於89C51增加的新功能包括:
1)性能有了較大提升,價格基本不變,甚至比89C51更低!
2)ISP在線編程功能,這個功能的優勢在於改寫單片機存儲器內的程序不需要把晶元從工作環境中剝離。是一個強大易用的功能。
3)最高工作頻率為33MHz,大家都知道89C51的極限工作頻率是24M,就是說S51具有更高工作頻率,從而具有了更快的計算速度。
4)具有雙工UART串列通道。
5)內部集成看門狗計時器,不再需要像89C51那樣外接看門狗計時器單元電路。
6)雙數據指示器。
7)電源關閉標識。
8)全新的加密演算法,這使得對於89S51的**變為不可能,程序的保密性大大加強,這樣就可以有效的保護知識產權不被侵犯。
9) 兼容性方面:向下完全兼容51全部字系列產品。比如8051、89C51等等早期MCS-51兼容產品。
2. 什麼是單片機
單片機是一種集成在電路晶元,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/計時器等功能(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計算機系統。
單片機介紹
單片機也被稱為微控制器(Microcontroller Unit),常用英文字母的縮寫MCU表示單片機,它最早是被用在工業控制領域。單片機由晶元內僅有CPU的專用處理器發展而來。最早的設計理念是通過將大量外圍設備和CPU集成在一個晶元中,使計算機系統更小,更容易集成進復雜的而對體積要求嚴格的控制設備當中。INTEL的Z80是最早按照這種思想設計出的處理器,從此以後,單片機和專用處理器的發展便分道揚鑣。 早期的單片機都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031,因為簡單可靠而性能不錯獲得了很大的好評。此後在8031上發展出了MCS51系列單片機系統。基於這一系統的單片機系統直到現在還在廣泛使用。隨著工業控制領域要求的提高,開始出現了16位單片機,但因為性價比不理想並未得到很廣泛的應用。90年代後隨著消費電子產品大發展,單片機技術得到了巨大提高。隨著INTEL i960系列特別是後來的ARM系列的廣泛應用,32位單片機迅速取代16位單片機的高端地位,並且進入主流市場。而傳統的8位單片機的性能也得到了飛速提高,處理能力比起80年代提高了數百倍。目前,高端的32位單片機主頻已經超過300MHz,性能直追90年代中期的專用處理器,而普通的型號出廠價格跌落至1美元,最高端[1]的型號也只有10美元。當代單片機系統已經不再只在裸機環境下開發和使用,大量專用的嵌入式操作系統被廣泛應用在全系列的單片機上。而在作為掌上電腦和手機核心處理的高端單片機甚至可以直接使用專用的Windows和Linux操作系統。 單片機比專用處理器更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機和其他計算的總和,甚至比人類的數量還要多。 單片機又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的晶元,而是把一個計算機系統集成到一個晶元上。相當於一個微型的計算機,和計算機相比,單片機只缺少了I/O設備。概括的講:一塊晶元就成了一台計算機。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發提供了便利條件。同時,學習使用單片機是了解計算機原理與結構的最佳選擇。 單片機內部也用和電腦功能類似的模塊,比如CPU,內存,並行匯流排,還有和硬碟作用相同的存儲器件,不同的是它的這些部件性能都相對我們的家用電腦弱很多,不過價錢也是低的,一般不超過10元即可......用它來做一些控制電器一類不是很復雜的工作足矣了。我們現在用的全自動滾筒洗衣機、排煙罩、VCD等等的家電裡面都可以看到它的身影!......它主要是作為控制部分的核心部件。 它是一種在線式實時控制計算機,在線式就是現場控制,需要的是有較強的抗干擾能力,較低的成本,這也是和離線式計算機的(比如家用PC)的主要區別。單片機晶元單片機是靠程序運行的,並且可以修改。通過不同的程序實現不同的功能,尤其是特殊的獨特的一些功能,這是別的器件需要費很大力氣才能做到的,有些則是花大力氣也很難做到的。一個不是很復雜的功能要是用美國50年代開發的74系列,或者60年代的CD4000系列這些純硬體來搞定的話,電路一定是一塊大PCB板!但是如果要是用美國70年代成功投放市場的系列單片機,結果就會有天壤之別!只因為單片機的通過你編寫的程序可以實現高智能,高效率,以及高可靠性! 由於單片機對成本是敏感的,所以目前占統治地位的軟體還是最低級匯編語言,它是除了二進制機器碼以上最低級的語言了,既然這么低級為什麼還要用呢?很多高級的語言已經達到了可視化編程的水平為什麼不用呢?原因很簡單,就是單片機沒有家用計算機那樣的CPU,也沒有像硬碟那樣的海量存儲設備。一個可視化高級語言編寫的小程序裡面即使只有一個按鈕,也會達到幾十K的尺寸!對於家用PC的硬碟來講沒什麼,可是對於單片機來講是不能接受的。 單片機在硬體資源方面的利用率必須很高才行,所以匯編雖然原始卻還是在大量使用。一樣的道理,如果把巨型計算機上的操作系統和應用軟體拿到家用PC上來運行,家用PC的也是承受不了的。 可以說,二十世紀跨越了三個「電」的時代,即電氣時代、電子時代和現已進入的電腦時代。不過,這種電腦,通常是指個人計算機,簡稱PC機。它由主機、鍵盤、顯示器等組成。還有一類計算機,大多數人卻不怎麼熟悉。這種計算機就是把智能賦予各種機械的單片機(亦稱微控制器)。顧名思義,這種計算機的最小系統只用了一片集成電路,即可進行簡單運算和控制。因為它體積小,通常都藏在被控機械的「肚子」里。它在整個裝置中,起著有如人類頭腦的作用,它出了毛病,整個裝置就癱瘓了。現在,這種單片機的使用領域已十分廣泛,如智能儀表、實時工控、通訊設備、導航系統、家用電器等。各種產品一旦用上了單片機,就能起到使產品升級換代的功效,常在產品名稱前冠以形容詞——「智能型」,如智能型洗衣機等。現在有些工廠的技術人員或其它業余電子開發者搞出來的某些產品,不是電路太復雜,就是功能太簡單且極易被仿製。究其原因,可能就卡在產品未使單片機歷史
單片機誕生於20世紀70年代末,經歷了SCM、MCU、SoC三大階段。
起初模型
1.SCM即單片微型計算機(Single Chip Microcomputer)階段,主要是尋求最佳的單片形態嵌入式系統的最佳體系結構。「創新模式」獲得成功,奠定了SCM與通用計算機完全不同的發展道路。在開創嵌入式系統獨立發展道路上,Intel公司功不可沒。Micro Controller Unit2.MCU即微控制器(Micro Controller Unit)階段,主要的技術發展方向是:不斷擴展滿足嵌入式應用時,對象系統要求的各種外圍電路與介面電路,突顯其對象的智能化控制能力。它所涉及的領域都與對象系統相關,因此,發展MCU的重任不可避免地落在電氣、電子技術廠家。從這一角度來看,Intel逐漸淡出MCU的發展也有其客觀因素。在發展MCU方面,最著名的廠家當數Philips公司。 Philips公司以其在嵌入式應用方面的巨大優勢,將MCS-51從單片微型計算機迅速發展到微控制器。因此,當我們回顧嵌入式系統發展道路時,不要忘記Intel和Philips的歷史功績。
嵌入式系統
單片機是嵌入式系統的獨立發展之路,向MCU階段發展的重要因素,就是尋求應用系統在晶元上的最大化解決;因此,專用單片機的發展自然形成了SoC化趨勢。隨著微電子技術、IC設計、EDA工具的發展,基於SoC的單片機應用系統設計會有較大的發展。因此,對單片機的理解可以從單片微型計算機、單片微控制器延伸到單片應用系統。
[編輯本段]單片機的應用領域
目前單片機滲透到我們生活的各個領域,幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。導彈的導航裝置,飛機上各種儀表的控制,計算機的網路通訊與數據傳輸,工業自動化過程的實時控制和數據處理,廣泛使用的各種智能IC卡,民用豪華轎車的安全保障系統,錄像機、攝像機、全自動洗衣機的控制,以及程式控制玩具、電子寵物等等,這些都離不開單片機。更不用說自動控制領域的機器人、智能儀表、醫療器械了。因此,單片機的學習、開發與應用將造就一批計算機應用與智能化控制的科學家、工程師。 單片機廣泛應用於儀器儀表、家用電器、醫用設備、航空航天、專用設備的智能化管理及過程式控制制等領域,大致可分如下幾個范疇: 1.在智能儀器儀表上的應用 單片機具有體積小、功耗低、控制功能強、擴展靈活、微型化和使用方便等優點,廣泛應用於儀器儀表中,結合不同類型的感測器,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、硬度、元素、壓力等物理量的測量。採用單片機控制使得儀器儀表數字化、智能化、微型化,且功能比起採用電子或數字電路更加強大。例如精密的測量設備(功率計,示波器,各種分析儀)。 2.在工業控制中的應用 用單片機可以構成形式多樣的控制系統、數據採集系統。例如工廠流水線的智能化管晶元理,電梯智能化控制、各種報警系統,與計算機聯網構成二級控制系統等。 3.在家用電器中的應用 可以這樣說,現在的家用電器基本上都採用了單片機控制,從電飯褒、洗衣機、電冰箱、空調機、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設備,五花八門,無所不在。 4.在計算機網路和通信領域中的應用 現代的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,為在計算機網路和通信設備間的應用提供了極好的物質條件,現在的通信設備基本上都實現了單片機智能控制,從手機,電話機、小型程式控制交換機、樓宇自動通信呼叫系統、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的行動電話,集群移動通信,無線電對講機等。 5.單片機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,各種分析儀,監護儀,超聲診斷設備及病床呼叫系統等等。 6.在各種大型電器中的模塊化應用 某些專用單片機設計用於實現特定功能,從而在各種電路中進行模塊化應用,而不要求使用人員了解其內部結構。如音樂集成單片機,看似簡單的功能,微縮在純電子晶元中(有別於磁帶機的原理),就需要復雜的類似於計算機的原理。如:音樂信號以數字的形式存於存儲器中(類似於ROM),由微控制器讀出,轉化為模擬音樂電信號(類似於音效卡)。 在大型電路中,這種模塊化應用極大地縮小了體積,簡化了電路,降低了損壞、錯誤率,也方便於更換。 7.單片機在汽車設備領域中的應用 單片機在汽車電子中的應用非常廣泛,例如汽車中的發動機控制器,基於CAN匯流排的汽車發動機智能電子控制器,GPS導航系統,abs防抱死系統,制動系統等等。 此外,單片機在工商,金融,科研、教育,國防航空航天等領域都有著十分廣泛的用途。用單片機或其它可編程邏輯器件上。
3. 現在主流單片機都有哪些
幾種主流單片機簡介
目前已投放市場的主要單片機產品多達70 多個系列,500多個品種。這其中還不包括那些系統或整機廠商定製的專用單片機,及針對專門業務、專門市場的單片機品種。這里僅對部分常見的和常用的單片機系列進行介紹。
(1)8051 單片機
最早由Intel 公司推出的8051/31 類單片機也是世界上用量最大的幾種單片機之一。由於Intel公司在嵌入式應用方面將重點放在186、386、奔騰等與PC 類兼容的高檔晶元的開發上,隨後Intel公司將80C51內核使用權以專利互換或出讓給世界許多著名IC製造廠商,如 Philips 、NEC、Atmel、AMD、Dallas、siemens、Fujutsu、OKI、華邦、LG等。在保特與80C51單片機兼容的基礎上,這些公司容入了自身的優勢,擴展了針對滿足不同測控對象要求的外圍電路,如滿足模擬量輸入的A/D、滿足伺服驅動的PWM、滿足高速輸入/輸出控制的HSL/HSO、滿足串列擴展匯流排I2C、保證程序可靠運行的的WDT、引入使用方便且價廉的Flash ROM等,開發出上百種功能各異的新品種。這樣80C51單片機就變成了眾多晶元製造廠商支持的大家族,統稱為80C51系列單片機。客觀事實表明,80C51已成為8位單片機的主流,成了事實上的標准MCU晶元。
(2)MOTOROLA 單片機
MOTOROLA 是世界上最大的單片機廠商,品種全、選擇餘地大、新產品多是其特點。在8 位機方面有68HC05 和升級產品68HC08。68HC05有30 多個系列,200 多個品種,產量已超過20 億片。16 位機68HC16 也有十多個品種。32位單片機的683XX 系列也有幾十個品種。MOTOROLA 單片機特點之一是在同樣速度下所用的時鍾頻率較Intel 類單片機低得多,因而使得高頻雜訊低、抗干擾能力強,更適合用於工業控制領域及惡劣的環境。
(3)Microchip 單片機
Microchip單片機是市場份額增長最快的單片機。它的主要產品是16C系列8位單片機,CPU 採用RISC 結構,僅33 條指令,其高速度,低電壓,低功耗,大電流LCD 驅動能力和低價位OTP 技術等都體現出單片機產業的發展新趨勢。且以低價位著稱,一般單片機價格都在一美元以下。由美國Microchip 公司推出的PIC 單片機系列產品,已有三種系列多種型號的產品問世,從電腦的外設,家電控制,電訊通信,智能儀器,汽車電子到金融電子的各個領域都得到廣泛的應用。Microchip 單片機沒有掩膜產品,全都是OTP 器件(近年已推出FLASH型單片機——編者注)。Microchip 強調節約成本的最優化設計、使用量大、檔次低、價格敏感的產品。
(4)Atmel 單片機
ATMEL 公司的90 系列單片機是增強 RISC內載 Flash 的單片機,通常簡稱為 AVR 單片機,90 系列單片機是基於新的精簡指令RISC 結構的。這種結構是在90 年代開發出來的綜合了半導體集成技術和軟體性能的新結構,這種結構使得在8 位微處理器市場上AVR 單片機具有最高 MIPS mw 能力
(5)NEC 單片機
NEC 單片機自成體系,以8 位單片機78K 系列產量最高,也有16 位、32位單片機。16位以上單片機採用內部倍頻技術,以降低外時鍾頻率。有的單片機採用內置操作系統。NEC的銷售策略著重於服務大客戶,並投入相當大的技術力量幫助大客戶開發產品。
(6)東芝單片機
東芝單片機從4 位單片機到64 位單片機,門類齊全。4位機在家電領域仍有較大的市場。8 位機主要有870 系列、90 系列等,該類單片機允許使用慢模式,採用32K 時鍾時功耗低至10uA 數量級。CPU內部多組寄存器的使用,使得中斷響應與處理更加快捷。東芝的32位單片機採用MIPS3000A RISC的CPU結構,面向VCD、數字相機、圖像處理等市場。
(7)富士通單片機
富士通有8 位、16位和32 位單片機,其中8 位單片機主要有3V 產品和5V 產品,3V產品應用於消費類及便攜設備,如空調、洗衣機、冰箱、電表、小家電等,5V產品應用於工業及汽車電子。8位單片機有8L 和8FX 兩個系列,是市場上最常見的兩個系列。16位主流單片機有MB90F387,MB90F462,MB90F548,MB90F428 等,這些單片機主要是採用64腳或100 腳QFP 封裝,1路或多路CAN 匯流排,並可外擴匯流排,適用於電梯、汽車電子車身控制及工業控制等。32位單片機採用RISC 結構,主要產品有MB91101A,它採用100 腳QFP 封裝,超低成本,可外擴匯流排,適用於POS 機、銀行稅控列印機等;MB91F362GA,208 腳QFP 封裝,CAN 匯流排,可外擴匯流排,適用於電力及工業控制等;MB91F364GA,120 腳LQFP 封裝,CAN 匯流排,I2C等豐富通訊介面,支持低成本的在線模擬技術(AccemiCMDE),廣泛適用於要求高性能低成本的各種應用。富士通公司注重於服務大公司、大客戶,幫助大客戶開發產品。
自單片機在上世紀70 年代產生以來,在短短幾十年的時間內得到了飛速的發展,隨著工藝技術及技術的不斷發展,新的單片機將會不斷出現。
4. 什麼是單片機是做什麼用的
單片機定義
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。
單片機也被稱為微控制器(Microcontroller),是因為它最早被用在工業控制領域。單片機由晶元內僅有CPU的專用處理器發展而來。最早的設計理念是通過將大量外圍設備和CPU集成在一個晶元中,使計算機系統更小,更容易集成進復雜的而對體積要求嚴格的控制設備當中。INTEL的Z80是最早按照這種思想設計出的處理器,從此以後,單片機和專用處理器的發展便分道揚鑣。
早期的單片機都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031,因為簡單可靠而性能不錯獲得了很大的好評。此後在8031上發展出了MCS51系列單片機系統。基於這一系統的單片機系統直到現在還在廣泛使用。隨著工業控制領域要求的提高,開始出現了16位單片機,但因為性價比不理想並未得到很廣泛的應用。90年代後隨著消費電子產品大發展,單片機技術得到了巨大的提高。隨著INTEL i960系列特別是後來的ARM系列的廣泛應用,32位單片機迅速取代16位單片機的高端地位,並且進入主流市場。而傳統的8位單片機的性能也得到了飛速提高,處理能力比起80年代提高了數百倍。目前,高端的32位單片機主頻已經超過300MHz,性能直追90年代中期的專用處理器,而普通的型號出廠價格跌落至1美元,最高端的型號也只有10美元。當代單片機系統已經不再只在裸機環境下開發和使用,大量專用的嵌入式操作系統被廣泛應用在全系列的單片機上。而在作為掌上電腦和手機核心處理的高端單片機甚至可以直接使用專用的Windows和Linux操作系統。
單片機比專用處理器更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。
[編輯本段]單片機介紹
單片機又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的晶元,而是把一個計算機系統集成到一個晶元上。概括的講:一塊晶元就成了一台計算機。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發提供了便利條件。同時,學習使用單片機是了解計算機原理與結構的最佳選擇。
單片機內部也用和電腦功能類似的模塊,比如CPU,內存,並行匯流排,還有和硬碟作用相同的存儲器件,不同的是它的這些部件性能都相對我們的家用電腦弱很多,不過價錢也是低的,一般不超過10元即可......用它來做一些控制電器一類不是很復雜的工作足矣了。我們現在用的全自動滾筒洗衣機、排煙罩、VCD等等的家電裡面都可以看到它的身影!......它主要是作為控制部分的核心部件。
它是一種在線式實時控制計算機,在線式就是現場控制,需要的是有較強的抗干擾能力,較低的成本,這也是和離線式計算機的(比如家用PC)的主要區別。
單片機是靠程序的,並且可以修改。通過不同的程序實現不同的功能,尤其是特殊的獨特的一些功能,這是別的器件需要費很大力氣才能做到的,有些則是花大力氣也很難做到的。一個不是很復雜的功能要是用美國50年代開發的74系列,或者60年代的CD4000系列這些純硬體來搞定的話,電路一定是一塊大PCB板!但是如果要是用美國70年代成功投放市場的系列單片機,結果就會有天壤之別!只因為單片機的通過你編寫的程序可以實現高智能,高效率,以及高可靠性!
由於單片機對成本是敏感的,所以目前占統治地位的軟體還是最低級匯編語言,它是除了二進制機器碼以上最低級的語言了,既然這么低級為什麼還要用呢?很多高級的語言已經達到了可視化編程的水平為什麼不用呢?原因很簡單,就是單片機沒有家用計算機那樣的CPU,也沒有像硬碟那樣的海量存儲設備。一個可視化高級語言編寫的小程序裡面即使只有一個按鈕,也會達到幾十K的尺寸!對於家用PC的硬碟來講沒什麼,可是對於單片機來講是不能接受的。 單片機在硬體資源方面的利用率必須很高才行,所以匯編雖然原始卻還是在大量使用。一樣的道理,如果把巨型計算機上的操作系統和應用軟體拿到家用PC上來運行,家用PC的也是承受不了的。
可以說,二十世紀跨越了三個「電」的時代,即電氣時代、電子時代和現已進入的電腦時代。不過,這種電腦,通常是指個人計算機,簡稱PC機。它由主機、鍵盤、顯示器等組成。還有一類計算機,大多數人卻不怎麼熟悉。這種計算機就是把智能賦予各種機械的單片機(亦稱微控制器)。顧名思義,這種計算機的最小系統只用了一片集成電路,即可進行簡單運算和控制。因為它體積小,通常都藏在被控機械的「肚子」里。它在整個裝置中,起著有如人類頭腦的作用,它出了毛病,整個裝置就癱瘓了。現在,這種單片機的使用領域已十分廣泛,如智能儀表、實時工控、通訊設備、導航系統、家用電器等。各種產品一旦用上了單片機,就能起到使產品升級換代的功效,常在產品名稱前冠以形容詞——「智能型」,如智能型洗衣機等。現在有些工廠的技術人員或其它業余電子開發者搞出來的某些產品,不是電路太復雜,就是功能太簡單且極易被仿製。究其原因,可能就卡在產品未使用單片機或其它可編程邏輯器件上。
單片機歷史
單片機誕生於20世紀70年代末,經歷了SCM、MCU、SoC三大階段。
1.SCM即單片微型計算機(Single Chip Microcomputer)階段,主要是尋求最佳的單片形態嵌入式系統的最佳體系結構。「創新模式」獲得成功,奠定了SCM與通用計算機完全不同的發展道路。在開創嵌入式系統獨立發展道路上,Intel公司功不可沒。
2.MCU即微控制器(Micro Controller Unit)階段,主要的技術發展方向是:不斷擴展滿足嵌入式應用時,對象系統要求的各種外圍電路與介面電路,突顯其對象的智能化控制能力。它所涉及的領域都與對象系統相關,因此,發展MCU的重任不可避免地落在電氣、電子技術廠家。從這一角度來看,Intel逐漸淡出MCU的發展也有其客觀因素。在發展MCU方面,最著名的廠家當數Philips公司。
Philips公司以其在嵌入式應用方面的巨大優勢,將MCS-51從單片微型計算機迅速發展到微控制器。因此,當我們回顧嵌入式系統發展道路時,不要忘記Intel和Philips的歷史功績。
3.單片機是嵌入式系統的獨立發展之路,向MCU階段發展的重要因素,就是尋求應用系統在晶元上的最大化解決;因此,專用單片機的發展自然形成了SoC化趨勢。隨著微電子技術、IC設計、EDA工具的發展,基於SoC的單片機應用系統設計會有較大的發展。因此,對單片機的理解可以從單片微型計算機、單片微控制器延伸到單片應用系統。
[編輯本段]單片機的應用領域
目前單片機滲透到我們生活的各個領域,幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。導彈的導航裝置,飛機上各種儀表的控制,計算機的網路通訊與數據傳輸,工業自動化過程的實時控制和數據處理,廣泛使用的各種智能IC卡,民用豪華轎車的安全保障系統,錄象機、攝象機、全自動洗衣機的控制,以及程式控制玩具、電子寵物等等,這些都離不開單片機。更不用說自動控制領域的機器人、智能儀表、醫療器械了。因此,單片機的學習、開發與應用將造就一批計算機應用與智能化控制的科學家、工程師。
單片機廣泛應用於儀器儀表、家用電器、醫用設備、航空航天、專用設備的智能化管理及過程式控制制等領域,大致可分如下幾個范疇:
1.在智能儀器儀表上的應用
單片機具有體積小、功耗低、控制功能強、擴展靈活、微型化和使用方便等優點,廣泛應用於儀器儀表中,結合不同類型的感測器,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、硬度、元素、壓力等物理量的測量。採用單片機控制使得儀器儀表數字化、智能化、微型化,且功能比起採用電子或數字電路更加強大。例如精密的測量設備(功率計,示波器,各種分析儀)。
2.在工業控制中的應用
用單片機可以構成形式多樣的控制系統、數據採集系統。例如工廠流水線的智能化管理,電梯智能化控制、各種報警系統,與計算機聯網構成二級控制系統等。
3.在家用電器中的應用
可以這樣說,現在的家用電器基本上都採用了單片機控制,從電飯褒、洗衣機、電冰箱、空調機、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設備,五花八門,無所不在。
4.在計算機網路和通信領域中的應用
現代的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,為在計算機網路和通信設備間的應用提供了極好的物質條件,現在的通信設備基本上都實現了單片機智能控制,從手機,電話機、小型程式控制交換機、樓宇自動通信呼叫系統、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的行動電話,集群移動通信,無線電對講機等。
5.單片機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,各種分析儀,監護儀,超聲診斷設備及病床呼叫系統等等。
6.在各種大型電器中的模塊化應用
某些專用單片機設計用於實現特定功能,從而在各種電路中進行模塊化應用,而不要求使用人員了解其內部結構。如音樂集成單片機,看似簡單的功能,微縮在純電子晶元中(有別於磁帶機的原理),就需要復雜的類似於計算機的原理。如:音樂信號以數字的形式存於存儲器中(類似於ROM),由微控制器讀出,轉化為模擬音樂電信號(類似於音效卡)。
在大型電路中,這種模塊化應用極大地縮小了體積,簡化了電路,降低了損壞、錯誤率,也方便於更換。
此外,單片機在工商,金融,科研、教育,國防航空航天等領域都有著十分廣泛的用途。
[編輯本段]學習應中六大重要部分
單片機學習應中的六大重要部分
一、匯流排:我們知道,一個電路總是由元器件通過電線連接而成的,在模擬電路中,連線並不成為一個問題,因為各器件間一般是串列關系,各器件之間的連線並不很多,但計算機電路卻不一樣,它是以微處理器為核心,各器件都要與微處理器相連,各器件之間的工作必須相互協調,所以就需要的連線就很多了,如果仍如同模擬電路一樣,在各微處理器和各器件間單獨連線,則線的數量將多得驚人,所以在微處理機中引入了匯流排的概念,各個器件共同享用連線,所有器件的8根數據線全部接到8根公用的線上,即相當於各個器件並聯起來,但僅這樣還不行,如果有兩個器件同時送出數據,一個為0,一個為1,那麼,接收方接收到的究竟是什麼呢?這種情況是不允許的,所以要通過控制線進行控制,使器件分時工作,任何時候只能有一個器件發送數據(可以有多個器件同時接收)。器件的數據線也就被稱為數據匯流排,器件所有的控制線被稱為控制匯流排。在單片機內部或者外部存儲器及其它器件中有存儲單元,這些存儲單元要被分配地址,才能使用,分配地址當然也是以電信號的形式給出的,由於存儲單元比較多,所以,用於地址分配的線也較多,這些線被稱為地址匯流排。
二、數據、地址、指令:之所以將這三者放在一起,是因為這三者的本質都是一樣的——數字,或者說都是一串『0』和『1』組成的序列。換言之,地址、指令也都是數據。指令:由單片機晶元的設計者規定的一種數字,它與我們常用的指令助記符有著嚴格的一一對應關系,不可以由單片機的開發者更改。地址:是尋找單片機內部、外部的存儲單元、輸入輸出口的依據,內部單元的地址值已由晶元設計者規定好,不可更改,外部的單元可以由單片機開發者自行決定,但有一些地址單元是一定要有的(詳見程序的執行過程)。數據:這是由微處理機處理的對象,在各種不同的應用電路中各不相同,一般而言,被處理的數據可能有這么幾種情況:
1•地址(如MOV DPTR,#1000H),即地址1000H送入DPTR。
2•方式字或控制字(如MOV TMOD,#3),3即是控制字。
3•常數(如MOV TH0,#10H)10H即定時常數。
4•實際輸出值(如P1口接彩燈,要燈全亮,則執行指令:MOV P1,#0FFH,要燈全暗,則執行指令:MOV P1,#00H)這里0FFH和00H都是實際輸出值。又如用於LED的字形碼,也是實際輸出的值。
理解了地址、指令的本質,就不難理解程序運行過程中為什麼會跑飛,會把數據當成指令來執行了。
三、P0口、P2口和P3的第二功能用法:初學時往往對P0口、P2口和P3口的第二功能用法迷惑不解,認為第二功能和原功能之間要有一個切換的過程,或者說要有一條指令,事實上,各埠的第二功能完全是自動的,不需要用指令來轉換。如P3.6、P3.7分別是WR、RD信號,當微片理機外接RAM或有外部I/O口時,它們被用作第二功能,不能作為通用I/O口使用,只要一微處理機一執行到MOVX指令,就會有相應的信號從P3.6或P3.7送出,不需要事先用指令說明。事實上『不能作為通用I/O口使用』也並不是『不能』而是(使用者)『不會』將其作為通用I/O口使用。你完全可以在指令中按排一條SETB P3.7的指令,並且當單片機執行到這條指令時,也會使P3.7變為高電平,但使用者不會這么去做,因為這通常這會導致系統的崩潰。
四、程序的執行過程: 單片機在通電復位後8051內的程序計數器(PC)中的值為『0000』,所以程序總是從『0000』單元開始執行,也就是說:在系統的ROM中一定要存在『0000』這個單元,並且在『0000』單元中存放的一定是一條指令。
五、堆棧: 堆棧是一個區域,是用來存放數據的,這個區域本身沒有任何特殊之處,就是內部RAM的一部份,特殊的是它存放和取用數據的方式,即所謂的『先進後出,後進先出』,並且堆棧有特殊的數據傳輸指令,即『PUSH』和『POP』,有一個特殊的專為其服務的單元,即堆棧指針SP,每當執一次PUSH指令時,SP就(在原來值的基礎上)自動加1,每當執行一次POP指令,SP就(在原來值的基礎上)自動減1。由於SP中的值可以用指令加以改變,所以只要在程序開始階段更改了SP的值,就可以把堆棧設置在規定的內存單元中,如在程序開始時,用一條MOV SP,#5FH指令,就時把堆棧設置在從內存單元60H開始的單元中。一般程序的開頭總有這么一條設置堆棧指針的指令,因為開機時,SP的初始值為07H,這樣就使堆棧從08H單元開始往後,而08H到1FH這個區域正是8031的第二、三、四工作寄存器區,經常要被使用,這會造成數據的混亂。不同作者編寫程序時,初始化堆棧指令也不完全相同,這是作者的習慣問題。當設置好堆棧區後,並不意味著該區域成為一種專用內存,它還是可以象普通內存區域一樣使用,只是一般情況下編程者不會把它當成普通內存用了。
六、單片機的開發過程: 這里所說的開發過程並不是一般書中所說的從任務分析開始,我們假設已設計並製作好硬體,下面就是編寫軟體的工作。在編寫軟體之前,首先要確定一些常數、地址,事實上這些常數、地址在設計階段已被直接或間接地確定下來了。如當某器件的連線設計好後,其地址也就被確定了,當器件的功能被確定下來後,其控制字也就被確定了。然後用文本編輯器(如EDIT、CCED等)編寫軟體,編寫好後,用編譯器對源程序文件編譯,查錯,直到沒有語法錯誤,除了極簡單的程序外,一般應用模擬機對軟體進行調試,直到程序運行正確為止。運行正確後,就可以寫片(將程序固化在EPROM中)。在源程序被編譯後,生成了擴展名為HEX的目標文件,一般編程器能夠識別這種格式的文件,只要將此文件調入即可寫片。在此,為使大家對整個過程有個認識,舉一例說明:
ORG 0000H
LJMP START
ORG 040H
START:
MOV SP,#5FH ;設堆棧
LOOP:
NOP
LJMP LOOP ;循環
END ;結束
[編輯本段]單片機學習
目前,很多人對匯編語言並不認可。可以說,掌握用C語言單片機編程很重要,可以大大提高開發的效率。不過初學者可以不了解單片機的匯編語言,但一定要了解單片機具體性能和特點,不然在單片機領域是比較致命的。如果不考慮單片機硬體資源,在KEIL中用C胡亂編程,結果只能是出了問題無法解決!可以肯定的說,最好的C語言單片機工程師都是從匯編走出來的編程者因為單片機的C語言雖然是高級語言,但是它不同於台式機個人電腦上的VC++什麼的單片機的硬體資源不是非常強大,不同於我們用VC、VB等高級語言在台式PC上寫程序畢竟台式電腦的硬體非常強大,所以才可以不考慮硬體資源的問題。
以8051單片機為例講解單片機的引腳及相關功能;
《單片機引腳圖》
40個引腳按引腳功能大致可分為4個種類:電源、時鍾、控制和I/O引腳。
⒈ 電源:
⑴ VCC - 晶元電源,接+5V;
⑵ VSS - 接地端;
註:用萬用表測試單片機引腳電壓一般為0v或者5v,這是標準的TTL電平。但有時候在單片機程序正在工作時候測試結果並不是這個值而是介於0v-5v之間,其實這是萬用表的響應速度沒這么快而已,在某一個瞬間單片機引腳電壓仍保持在0v或者5v。
⒉ 時鍾:XTAL1、XTAL2 - 晶體振盪電路反相輸入端和輸出端。
⒊ 控制線:控制線共有4根,
⑴ ALE/PROG:地址鎖存允許/片內EPROM編程脈沖
① ALE功能:用來鎖存P0口送出的低8位地址
② PROG功能:片內有EPROM的晶元,在EPROM編程期間,此引腳輸入編程脈沖。
⑵ PSEN:外ROM讀選通信號。
⑶ RST/VPD:復位/備用電源。
① RST(Reset)功能:復位信號輸入端。
② VPD功能:在Vcc掉電情況下,接備用電源。
⑷ EA/Vpp:內外ROM選擇/片內EPROM編程電源。
① EA功能:內外ROM選擇端。
② Vpp功能:片內有EPROM的晶元,在EPROM編程期間,施加編程電源Vpp。
⒋ I/O線
80C51共有4個8位並行I/O埠:P0、P1、P2、P3口,共32個引腳。
P3口還具有第二功能,用於特殊信號輸入輸出和控制信號(屬控制匯流排)
[編輯本段]常用單片機晶元簡介
PIC單片機:
是MICROCHIP公司的產品,其突出的特點是體積小,功耗低,精簡指令集,抗干擾性好,可靠性高,有較強的模擬介面,代碼保密性好,大部分晶元有其兼容的FLASH程序存儲器的晶元.
EMC單片機:
是台灣義隆公司的產品,有很大一部分與PIC 8位單片機兼容,且相兼容產品的資源相對比PIC的多,價格便宜,有很多系列可選,但抗干擾較差.
ATMEL單片機(51單片機):
ATMEl公司的8位單片機有AT89、AT90兩個系列,AT89系列是8位Flash單片機,與8051系列單片機相兼容,靜態時鍾模式;AT90系列單片機是增強RISC結構、全靜態工作方式、內載在線可編程Flash的單片機,也叫AVR單片機.
PHLIPIS 51PLC系列單片機(51單片機):
PHILIPS公司的單片機是基於80C51內核的單片機,嵌入了掉電檢測、模擬以及片內RC振盪器等功能,這使51LPC在高集成度、低成本、低功耗的應用設計中可以滿足多方面的性能要求.
HOLTEK單片機:
台灣盛揚半導體的單片機,價格便宜,種類較多,但抗干擾較差,適用於消費類產品.
TI公司單片機(51單片機):
德州儀器提供了TMS370和MSP430兩大系列通用單片機.TMS370系列單片機是8位CMOS單片機,具有多種存儲模式、多種外圍介面模式,適用於復雜的實時控制場合;MSP430系列單片機是一種超低功耗、功能集成度較高的16位低功耗單片機,特別適用於要求功耗低的場合
5. 80C51單片機簡介
80C51單片機屬於MCS-51系列單片機,由Intel公司開發。
概述:
1、80C51有兩個16位定時計數器,兩個外中斷,兩個定時計數中斷,及一個串列中斷,並有4個8位並行輸入口。
2、80C51內部有時鍾電路,但需要石英晶體和微調電容外接,由於80C51的系統性能滿足系統數據採集及時間精度的要求,而且產品產量豐富來源廣,應用也很成熟,故採用來作為控制核心。
3、80C51採用40引腳雙列直插式DIP,內有128Byte的RAM單元及4K的ROM。
(5)津南區新能源單片機產品介紹擴展閱讀
80C51的優點及用途:
1、擁有良好的集成度;
2、自身體積較小,簡易攜帶;
3、擁有強大的控制功能,同時運行電壓比較低。
用途:
80C51主要應用於下面幾種領域當中,分別是:自動化辦公、機電一體化、尖端武器和國防軍事領域、航空航天領域、汽車電子設備、醫用設備領域、商業營銷設備、計算機通訊、家電領域、日常生活和實時控制領域等。
參考資料來源:網路-80c51
6. 51單片機的具體介紹
T89C2051是精簡版的51單片機,精簡掉了P0口和P2口,只有20引腳,但其內部集成了一個很實用的模擬比較器,特別適合開發精簡的51應用系統,畢竟很多時候我們開發簡單的產品時用不了全部32個I/O口,用AT89C2051更合適,晶元體積更小,而且AT89C2051的工作電壓最低為2.7V,因此可以用來開發兩節5號電池供電的攜帶型產品。
本文以ATMEL公司生產的51系列家族的AT89S51和AT89C2051兩種單片機來講解,兩種單片機是目前最常用的單片機,其中AT89S51為標准51單片機,當然其功能比早期的51單片機更強大,支持ISP在系統編程技術,內置硬體看門狗。。。
一、AT89S51單片機引腳介紹
AT89S51有PDIP、PLCC、TQFP三種封裝方式,其中最常見的就是採用40Pin封裝的雙列直接PDIP封裝,外形結構下圖。
晶元共有40個引腳,引腳的排列順序為從靠晶元的缺口(見右圖)左邊那列引腳逆時針數起,依次為1、2、3、4。。。40,其中晶元的1腳頂上有個凹點(見右圖)。在單片機的40個引腳中,電源引腳2根,外接晶體振盪器引腳2根,控制引腳4根以及4組8位可編程I/O引腳32根。
1、主電源引腳(2根)
VCC(Pin40):電源輸入,接+5V電源
GND(Pin20):接地線
2、外接晶振引腳(2根)
XTAL1(Pin19):片內振盪電路的輸入端
XTAL2(Pin20):片內振盪電路的輸出端
3、控制引腳(4根)
RST/VPP(Pin9):復位引腳,引腳上出現2個機器周期的高電平將使單片機復位。
ALE/PROG(Pin30):地址鎖存允許信號
PSEN(Pin29):外部存儲器讀選通信號
EA/VPP(Pin31):程序存儲器的內外部選通,接低電平從外部程序存儲器讀指令,如果接高電平則從內部程序存儲器讀指令。
晶元實物圖片 晶元引腳功能
4、可編程輸入/輸出引腳(32根)
AT89S51單片機有4組8位的可編程I/O口,分別位P0、P1、P2、P3口,每個口有8位(8根引腳),共32根。每一根引腳都可以編程,比如用來控制電機、交通燈、霓虹燈等,開發產品時就是利用這些可編程引腳來實現我們想要的功能,盡情發揮你的想像力吧,實現你想要的:)
強大無比。。。
PO口(Pin39~Pin32):8位雙向I/O口線,名稱為P0.0~P0.7
P1口(Pin1~Pin8):8位準雙向I/O口線,名稱為P1.0~P1.7
P2口(Pin21~Pin28):8位準雙向I/O口線,名稱為P2.0~P2.7
P3口(Pin10~Pin17):8位準雙向I/O口線,名稱為P3.0~P3.7
上面就是AT89S51單片機引腳的簡單介紹,其它51系列家族的單片機8031、8051、89C51等引腳和89S51兼容,只是個別引腳功能定義不同。
二、AT89C2051單片機引腳介紹
AT89C2051為20引腳小型封裝,2K內部程序存儲器,15個可編程I/O口線,沒有P0口和P2口的16根I/O線,內部集成了一個模擬比較器。AT89C2051單片機的引腳排列如下圖所示。
晶元實物圖片 晶元引腳功能
晶元共有20個引腳,引腳的排列順序為從靠晶元的缺口(見上圖)左邊那列引腳逆時針數起,依次為1、2、3。。。20,在單片機的20個引腳中,電源引腳2根,外接晶體振盪器引腳2根,復位引腳1根以及P1、P3口可編程I/O引腳15根。
1、主電源引腳(2根)
VCC(Pin20):電源輸入,接+5V電源
GND(Pin10):接地線
2、外接晶振引腳(2根)
XTAL1(Pin5):片內振盪電路的輸入端
XTAL2(Pin4):片內振盪電路的輸出端
3、控制引腳(1根)
RST/VPP(Pin1):復位引腳,引腳上出現2個機器周期的高電平將使單片機復位。
4、可編程輸入/輸出引腳(15根)
P1口: 8位準雙向I/O口線,P1.0~P1.7 ,共8根
P3口: 8位準雙向I/O口線,P3.0~P3.5、P3.7,共7根
聰明的你一定會發現:標准51單片機有32根可編程I/O口線,89C2051精簡掉P0、P2口16根I/O線後,應該還有16根I/O口線,現在只有15根,另一根跑那裡去了呢?!前面講到AT89C2051內部集成了一個模擬比較器,正是因為集成了模擬比較器把另一根引線佔用了,比較器的輸出端佔用了一個I/O口,它就是P3.6口,引腳P3.6沒有接出來的,所以少一根I/O口線。在編程時,P3.6就只能用來讀比較器的狀態了,不能象其它I/O口一樣用來驅動外部指示燈等設備了,不過模擬比較器很實用的,在開發中就可以省去外加比較器的麻煩,圖為比較器的原理。
三、主要性能參數介紹
AT89S51
·與MCS-51產品指令系統完全兼容
·4k位元組在系統編程(ISP)Flash閃速存儲器
·1000次擦寫周期
·4.0-5.5V的工作電壓范圍
·全靜態工作模式:0Hz-33MHz
·三級程序加密鎖
·128×8位元組內部RAM
·32個可編程I/O口線
·2個16位定時/計數器
·6個中斷源
·全雙工串列UART通道
·低功耗空閑和掉電模式
·中斷可從空閑模喚醒系統
·看門狗(WDT)及雙數據指針
·掉電標識和快速編程特性
·靈活的在系統編程(ISP位元組或頁寫模式)
AT89C2051
·與MCS-51產品指令系統完全兼容
·2k位元組可重擦寫閃速存儲器
·1000次擦寫周期
·2.7V-6V的工作電壓范圍
·全靜態操作:0Hz-24MHz
·兩級加密程序存儲器
·128×8位元組內部RAM
·15個可編程I/O口線
·2個l6位定時/計數器
·6個中斷源
·可編程串列UART通道
·可直接驅動LED的輸出埠
·內置一個模擬比較器
·低功耗空閑和掉電模式
7. 闡述單片機在新能源汽車領域中的具體作用500字
單片機在新能源汽車領域中扮演著重要的角色,其具體作用包括:
電池管理系統控制:單片機可以通過連接各種感測器和外部設備,來實現電池管理系統的控制。例如,可以通過單片機實現電池組的充放電控制、電池組的溫度控制、電池組的容量檢測等功能。這些功能對於維護電池組的正常工作狀態、提高電池組的使用壽命都有重要意義。
電機驅動控制:單片機可以通過連接電機驅動器和電機,來實現電機驅動控制。例如,可以通過單片機實現電機的轉速控制、電機的轉矩控制等。這些功能對於提高新能源汽車的動力性能、提升新能源汽車的經濟性都有重要意義。
車載信息系統控制:單片機可以通過連接各種感測器和外部設備,來實現車載信息系統的控制。例如,可以通過單片機實現導航系統的控制、車輛安全系統的控制、車仿埋載娛樂系統的控制
車載通信系統控制:單片機可以通過連接各種通信模塊,來實現車載通信系統的控制。例如,可以通過單片機實現車載網路的建立和維護,從而實現遠程監控和控制車輛的功能。此外,單片機還可以通過連接藍牙模塊、WIFI模塊等,來實現車載設備之間的通信。
新能源汽車整車控制:單片機可以通過連接各種感測器和外部設備,來實現新能源汽車整車的控制。例如,可以通過單片機實現電動汽車的動力控制、混合動力汽車的動力控制等。這些功能對於褲清提升新能源汽車的性能、提升新能源汽車的使用效率都有重要意義。
其他應用:單片機在新能源汽車領域中還有許多其他應用。例如,可以通過單片機實現汽車充電樁的控制、汽車充電樁的監測、汽車充電樁的故障檢測等功能。此外,單片機還可以應用於汽車的故障診斷系統、汽車的智能駕駛系統、汽車的車輛控制系統等領域。
總的來說,單片機在新能源汽車領域中的作用十分重要,它不僅可以提高新能源汽車的性能備純螞和使用效率,而且還可以提升新能源汽車的能源利用率、降低新能源汽車的能源消耗。因此,單片機在新能源汽車領域的應用前景十分廣闊。
8. 智能新能源汽車單片機與傳統汽車單片機的區別
一、驅動汽車使用的能量不同。 傳統燃油車要想讓汽車跑,必須添加燃油,不管是柴油還是汽油。 純電動汽車使用的能量是電力。它的電力來源於汽車電池的儲備。
二、排放標准不同。 燃油車的排放物當中包含大量的廢氣。廢氣當中包含一氧化碳、二氧化碳、硫化物、鉛、鎘等重金屬物和一些微粒子,排放到大氣之後,會對大氣造成污染。 純電動汽車行駛的時候並沒有廢氣的產生。屬於節能環保車型。但是並不代表它對環境沒有污染,因為它的電池也是有使用壽命的。電池使用完畢之後,如果處理不當,也會出現污染環境的問題。
三、出行方式有了不同。 燃油車出行只要沒有了在路上就可以選擇加油站加油。跑長途跑高速都不用擔心燃料的問題。因為服務區之類的加油站還是非常多的,覆蓋面非常廣。 純電動車出行,如果跑長途跑高速,那麼就需要考慮里程問題,里程越長,對純電動汽車考驗越大。基礎設施,比如充電樁,並沒有覆蓋那麼廣。所以在出行方面可能不如燃油車那麼方便。
四、體驗不同 傳統燃油車是利用熱效率轉化成動力。在低速起步的時候,沒有純電動汽車扭矩大,電動車起步快,加速快,哪怕是在擁堵的城市之內,電動車的乘坐舒適度要比燃油車要好。電動車的噪音要比燃油車噪音小很多。 總結:傳統燃油車和新能源純電動汽車,它們的不同之處還是有許多的。比如說購車之後上牌的問題。傳統燃油車需要排隊等號。而新能源汽車可以直接免費上牌。諸多的不同也就導致了車型的多樣性。能滿足人們購車需求的電動車越來越多。因為趨勢不可逆。
9. 單片機有哪些類型啊請知道的人列舉一些種類,並介紹一下它們的特點。
經典的:
1、51單片機
2、61單片機
3、AVR單片機
4、430超低功耗單片機
5、PIC單片機
6、飛思卡爾的單片機
7、英飛凌的單片機
1.8051 單片機
最早有Intel公司推出8051/31類單片機,也是世界上使用量最大的幾種單片機之一.由於Intel
公司將重點放在186,386,奔騰等與PC類兼容的高檔晶元開發上,8051類單片機主要有Philips,
三星,華幫等公司接手.這些公司在保持與8051單片機兼容基礎改善了8051的許多特點.提高
了速度,降低了時鍾頻率,放寬了電源電壓的動態范圍,降低了產品價格.
2.Atmel 單片機:
ATMEL 公司是世界上著名的高性能低功耗非易失性存儲器和數字集成電路的一流半導體
製造公司ATMEL 公司最令人注目的是它的EEPROM 電可擦除技術閃速存儲器技術和質量
高可靠性的生產技術在CMOS 器件生產領域中ATMEL 的先進設計水平優秀的生產工藝及
封裝技術一直處於世界的領先地位這些技術用於單片機生產使單片機也具有優秀的品質在
結構性能和功能等方面都有明顯的優勢ATMEL 公司的單片機是目前世界上一種獨具特色
而性能卓越的單片機它在計算機外部設備通訊設備自動化工業控制宇航設備儀器儀表和各
種消費類產品中都有著廣泛的應用前景.其生產的AT90系列是增強型RISC內載FLASH單片
機,通常稱為AVR系列.AT91M系列是基於ARM7TDMI 嵌入式處理器的ATMEL 16/32 微處
理器系列中的一個新成員該處理器用高密度的16 位指令集實現了高效的32 位 RISC 結構
且功耗很低.另外ATMAL的增強型51系列單片機目前在市場上仍然十分流行,其中AT89S51
十分活躍.
3.Microchip 單片機:
Microchip 單片機是市場份額增長最快的單片機.他的主要產品是 16C 系列 8 位單片機,CPU
採用 RISC 結構,僅 33 條指令,運行速度快,且以低價位著稱,一般單片機價格都在 1 美元以
下.Microchip 單片機沒有掩膜產品,全部都是 OTP 器件(現已推出 FLASH 型單片
機).Microchip 強調節約成本的最優化設計,是使用量大,檔次低,價格敏感的產品.
4.TI 公司的 MSP430 系列單片機:
MSP430 系列單片機是由 TI公司開發的 16 位單片機。其突出特點是超低功耗,非常適合於
各種功率要求低的場合。有多個系列和型號,分別由一些基本功能模塊按不同的應用目標組
合而成。典型應用是流量計、智能儀表、醫療設備和保安系統等方面。由於其較高的性能價
格比,應用已日趨廣泛。
5.凌陽單片機:
中國台灣凌陽科技股份有限公司(Sunplus Technology CO. LTD)至力於8位和16位機的開發.
SPMC65 系列單片機是凌陽主推產品,採用 8 位SPMC65 CPU 內核,並圍繞這個通用的CPU
內核,形成了不同的片內資源的一系列產品。在系列晶元中相同的片內硬體功能模塊具有相
同的資源特點;不同型號的晶元只是對片內資源進行刪減.其最大的特點就是超強抗干擾. 廣泛應用於家用電器、工業控制、儀器儀表、安防報警、計算機外圍等領域。SPMC75 系列
單片機內核採用凌陽科技自主知識產權的μ' nSP(Microcontroller and Signal Processor)16 位
微處理器SPMC75 系列單片機集成了多種功能模塊:多功能 I/O 口、串列口、 ADC 、定
時計數器等常硬體模塊,以及 能產生電機驅動波形的 PWM 發生器 、多功能的捕獲比較
模塊、 BLDC 電機驅動專用位置偵測介面、兩相增量編碼器介面等特殊硬設,主要用於變
頻馬達驅動控制。 SPMC75 系列單片機具有很強的抗干擾能力,廣泛應用於變頻家電、變
頻器、工業控制等控制領域.
6.Motorola 單片機:
Motorola是世界上最大的單片機廠商,品種全,選擇餘地大,新產品多,在8位機方面有68HC05
和升級產品68HC08,68HC05有30多個系列200多個品種,產量超過20億片.8位增強型單片
機68HC11也有30多個品種,年產量1億片以上,升級產品有68HC12.16位單片機68HC16也
有十多個品種.32位單片機683XX系列也有幾十個品種.近年來以PowerPC,Codfire,M.CORE
等作為 CPU,用 DSP 作為輔助模塊集成的單片機也紛紛推出,目前仍是單片機的首選品
牌.Motorola單片機特點之一是在同樣的速度下所用的時鍾較 Intel 類單片機低的多因而使得
高頻雜訊低,抗干擾能力強,更適合用於工控領域以及惡劣環境.Motorola 8 位單片機過去策略
是掩膜為主,最近推出OTP計劃以適應單片機的發展,在32位機上,M.CORE在性能和功耗上
都勝過 ARM7.
7.Zilog 單片機:
Z8 單片機是該公司的產品,採用多累加器結構,有較強中斷處理能力.產品為 OTP 型,Z8 單片
機的開發工具可以說是物美價廉.Z8 單片機以低價位的優勢面向低端應用,以18引腳封裝位
主,ROM 位 0.5~2KB.最近 Zilog 公司又推出了 Z86 系列單片機,該系列內部集成廉價的 DSP
單元.
8.Scenix單片機:
Scenix單片機(Ubicom公司)的I/O模塊最有創意.I/O模塊的集成與組合技術是單片機技術不可缺少的重要
方面.除傳統的I/O功能模塊如並行I/O,URT,SPI,I2C,A/D,PWM,PLL,DTMF等,新的I/O模塊不
斷出現,如USB,CAN,J1850,最具代表的是Motorola 32 位單片機,它集成了包括各種通信協議
在內的I/O模塊,而Scenix單片機在I/O模塊的處理上引入了虛擬I/O的概念. Scenix單片機採用
了RISC結構的CPU,使CPU最高工作頻率達50MHz.運算速度接近50MIPS.有了強有力的CPU,
各種I/O功能便可以用軟體的辦法模擬.單片機的封裝採用 20/28 引腳.公司提供各種I/O的庫
函數,用於實現各種I/O模塊的功能.這些軟體完成的模塊包括多路UART,多種A/D,PWM,SPI,DTMF,FSK,LCD驅動等,這些都是通常用硬體實現起來相當復雜的模塊.
9.NEC單片機:
NEC 單片機自成體系,以 8 位機 78K 系列產量最高,也有 16 位,32 位單片機.16 位單片機採用
內部倍頻技術,以降低外時鍾頻率.有的單片機採用內置操作系統.NEC 的銷售策略注重服務
大客戶,並投入相當大的技術力量幫助大客戶開發新產品.
10.東芝單片機:
東芝單片機從 4 位倒 64 位,門類齊全.4 位機在家電領域仍有較大市場.8 位機主要有 870 系
列,90 系列等.該類單片機允許使用慢模式,採用 32KHz 時鍾功耗低至 10uA數量級.CPU 內部
多組寄存器的使用,使得中斷響應與處理更加快捷.東芝公司的32位機採用MIPS3000 ARISC
的 CPU結構,面向 VCD,數字相機,圖象處理市場.
11.富士通單片機:
富士通也有 8 位,16 位和 32 位單片機,但是 8 位機使用的是 16 位的 CPU 內核.也就是說 8 位
機與16位機指令相同,使得開發比較容易.8位機有名是MB8900系列,16位機有MB90系列.
富士通注重服務大公司,大客戶,幫助大客戶開發產品.
12.Epson 單片機:
Epson(日本愛普生)公司以擅長製造液晶顯示器著稱,故Epson單片機主要為該公司生產的LCD配套.其單
片機的LCD驅動做的特別好.在低電壓,低功耗方面也很有特色.目前0.9V供電的單片機已經
上市,不久 LCD顯示手錶將使用 0.5V供電.
13.NS單片機:
COP8 單片機是美國國家半導體公司的產品,該公司以生產先進的模擬電路著稱,能生產高水
平的數字模擬混合電路.COP8 單片機內部集成了 16 位 A/D,這在單片機中是不多見的.COP8
單片機內部使用了 EMI 電路,在」看門狗」電路以及 STOP 方式下的喚醒方式都有獨到之處.此
外,COP8 的程序加密也做的非常好.
14.STC 單片機:
STC單片機完全兼容51單片機,並有其獨到之處,其抗干擾性強,加密性強,超低功耗,可以遠程
升級,內部有 MAX810 專用復位電路,價格也較便宜,由於這些特點使得 STC 系列單片機的應
用日趨廣泛.
15.三星單片機:
三星單片機有 KS51 和 KS57 系列 4 位單片機,KS86 和 KS88 系列 8 位單片機,KS17 系列 16
位單片機和KS32系列32位單片機,三星還為ARM公司生產ARM單片機,常見的S344b0等.
三星單片機為 OTP型 ISP 在片編程功能.
16.華幫單片機:
華幫單片機屬於8051類單片機,它們的W78系列與標準的8051兼容,W77系列為增強型51,
對8051的時序做了改進.同樣時鍾下速度快了不少.在4位機上華幫有921系列,帶LCD驅動
的 741 系列.在 32 位機方面,華幫使用了惠普公司 PA-RISC 單片機技術,生產低位 32 位 RISC
單片機.
17. SST 單片機:
美國 SST 公司推出的 SST89 系列單片機為標準的 51 系列單片機,包括 SST89E/V52RD2,
SST89E/V54RD2,SST89E/V58RD2,SST89E/V554RC,SST89E/V564RD等.它與8052系列單片
機兼容.提供系統在線編程(ISP 功能).內部 flash 擦寫次數 1 萬次以上,程序保存時間可達 100
年.