單片機技術背景

Ⅰ 單片機最小系統設計背景意義

單片機最小系統是指：用最少的元件組成的單片機可以工作的系統。
單片機最小系統介紹
單片機最小系統是由晶元外部接上時鍾電路、復位電路和電源構成的一個基本應用系統。
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。
單片機最小系統組成
單片機最小系統主要由電源、復位、振盪電路以及擴展部分等部分組成。
電源：對於一個完整的電子設計來講，首要問題就是為整個系統提供電源供電模塊，電源模塊的穩定可靠是系統平穩運行的前提和基礎。
復位：單片機的置位和復位，都是為了把電路初始化到一個確定的狀態。單片機復位電路原理是在單片機的復位引腳RST上外接電阻和電容，實現上電復位。當復位電平持續兩個機器周期以上時復位有效。復位電平的持續時間必須大於單片機的兩個機器周期。
振盪電路：單片機系統里都有晶振，在單片機系統里晶振作用非常大，全程叫晶體振盪器，他結合單片機內部電路產生單片機所需的時鍾頻率，單片機晶振提供的時鍾頻率越高，那麼單片機運行速度就越快，單片接的一切指令的執行都是建立在單片機晶振提供的時鍾頻率。

單片機最小系統特點
系統資源完全開放，配合其它模塊板或自行搭建用戶電路可實現任意實驗功能。介面設計靈活，使用方便（適合創新實踐活動）。
板上電路簡潔實用，除最小系統和在線下載電路外，還有1個LED、1個按鍵、1個蜂鳴器、1片EEPROM存儲器AT24C04（使用時只需設置相關調線），單片機引腳全部可引出使用，並留有專用LED顯示介面方便與串列靜態LED顯示板連接。
單片機介紹
單片機（Microcontrollers）又稱微控制器，由中央處理器、存儲器、輸入輸出埠(包括並行I/O、串列I/O、模數轉換器)、計時器和計數器等組成，具有完整數字處理功能的大規模集成電路。
微控制器是一種面向控制領域嵌入式應用的集成化計算機晶元，主要用於工業控制、數據處理、信號處理、智能儀器、通信產品及民用消費產品等自動控制產品與器件中。通常也把它簡稱為MCU或μC，MCU配以適當的外圍設備和軟體就可構成一個計算機應用系統，所以也稱之為單片微型計算機，簡稱為單片機。

Ⅱ 單片機的發展歷史

歷史

單片機的發展先後經歷了4位、8位、16位和32位等階段。8位單片機由於功能強，被廣泛用於工業控制、智能介面、儀器儀表等各個領域，8位單片機在中、小規模應用場合仍佔主流地位，代表了單片機的發展方向，在單片機應用領域發揮著越來越大的作用。

80年代初，Intel公司推出了8位的MCS-51系列的單片機。

單片機的特點可歸納為以下幾個方 面：集成度高；存儲容量大；外部擴展能力強；控制功能強。

1、從內部的硬體到軟體有一套完整的按位操作系統，稱作位處理器，處理對象不是字或位元組而是位。不但能對片內某些特殊功能寄存器的某位進行處理，如傳送、置位、清零、測試等，還能進行位的邏輯運算，其功能十分完備，使用起來得心應手。

2、同時在片內RAM區間還特別開辟了一個雙重功能的地址區間，使用極為靈活，這一功能無疑給使用者提供了極大的方便。

3、乘法和除法指令，這給編程也帶來了便利。很多的八位單片機都不具備乘法功能，作乘法時還得編上一段子程序調用，十分不便。

(2)單片機技術背景擴展閱讀：

單片機技術的開發

單片機在電子技術中的開發，主要包括CPU開發、程序開發、 存儲器開發、計算機開發及C語言程序開發，同時得到開發能夠保證單片機在十分復雜的計算機與控制環境中可以正常有序的進行，這就需要相關人員採取一定的措施，下文是筆者的一些簡單介紹：

（1）CPU開發。開發單片機中的CPU匯流排寬度，能夠有效完善單片機信息處理功能緩慢的問題，提高信息處理效率與速度，開發改進中央處理器的實際結構，能夠做到同時運行2-3個CPU，從而大大提高單片機的整體性能。

（2）程序開發。嵌入式系統的合理應用得到了大力推廣，對程序進行開發時要求能夠自動執行各種指令，這樣可以快速准確地採集外部數據，提高單片機的應用效率。

（3）存儲器開發。單片機的發展應著眼於內存，加強對基於傳統內存讀寫功能的新內存的探索，使其既能實現靜態讀寫又能實現動態讀寫，從而顯著提高存儲性能。

（4）計算機開發。進一步優化和開發單機片應激即分析，並應用計算機系統，通過連接通信數據，實現數據傳遞。

（5）C語言程序開發。優化開發C語言能夠保證單片機在十分復雜的計算機與控制環境中，可以正常有序的進行，促使其實現廣泛全面的應用。

Ⅲ 什麼是單片機它的原理是什麼

單片機誕生於20世紀70年代。所謂單片機是利用大規模集成電路技術把中央處理單元(Center Processing Unit,也即常稱的CPU)和數據存儲器(RAM)、程序存儲器(ROM)及其他I/O通信口集成在一塊晶元上，構成一個最小的計算機系統，再加上了中斷單元，定時單元及A/D轉換等更復雜、更完善的電路，使得單片機的功能越來越強大，應用更廣泛。

現在更多單片機的發展已經進入了嵌入式系統時代, 由於製造工藝的進步,有如 VHDL、RTOS、CPLD、FPGA、DSP、ARM等這一系列可編程器件的體積越來越小、成本越來越低，而功能是越來越能滿足人們的需要。自上世紀80年代以來，單片機技術在我國各個控制領域得到了廣泛應用，各個世界半導體公司都非常看好中國這個龐大的市場而紛紛到中國來投資建廠，如在蘇州就有日本的瑞薩、松下、美國的快捷等半導體公司在中的生產廠地。同時面對這一技術的不斷發展，我國大部分高校都已經把單片機方面的課程作為學生的必修課，這為我國近些年來的科技、工業控制等方面的發展培養了大量人才，而且社會對此方面的人才需求還在不斷的增加。面對如此情況，作為在校學生,又該從何學起？如何學好這門課程呢？又怎樣才能不讓自己學了等於沒學呢？本文在多年實踐的基礎上，介紹自已的一些感受和經驗。

理解單片機的結構

對於一個初學者，最迷糊的就是對單片機晶元裡面的結構的理解，小小的一個晶元為何能完成如此神奇的功能。

第一次從事電子方面的工作，也總對那黑黑的晶元裡面感到不可思意的神奇。直到有一天，在檢修一台日本二手電筒子市場里買來的程式控制交換機時，發現裡面有一塊黑東西上的黑膠已經裂開，把它撬開一看，裡面就是一塊電路板，上面焊滿了密密麻麻的電子零件。終於有點明白，原來晶元也可以這樣做成。當然當時所見的那塊電路板是不能被稱之為晶元的，那隻是日本的電子製造公司為了防止別人抄襲而把整個電路板密封起來或其它原因，只引出幾個的引腳與其它電路連接。不過它可以讓人聯想到晶元的基本結構與此相類似，如果把那些內眼看得見的電子零件再縮小一千倍或更小以至於能把所有電子零件做在一個矽片上，那也就成了名副其實的晶元了。我們不防以圖1所示的電路及電路板來做一個生動形象的介紹。該圖是一個直流馬達可以正反兩個方向轉動的電路，做成電路板並焊好電子元件後，經測試沒有問題就可以用黑膠（通常採用酚醛樹脂等材料）把所有電子元件封起來，只留六個引腳來與外部電路連接，這樣看起來就好像是一個晶元。

知道了一般晶元的原理，同樣可以更進一步想像單片機為什麼會執行邏輯運算等功能，這就牽涉到數字電路和模擬電路的知識。其實不管一個單片機的功能是如何的強大，其只不過是把許多以微米，甚至是納米為單位級的數字的和模擬電子器件組成。為了形象的來說明單片機內部的結構原理，這里不訪舉如圖2所示的跑馬燈電路來闡述。圖中電路表明的最終目的是讓LED依次輪流被點亮。首先是通過計數器對輸入脈沖計數，從0到15共16個脈沖為一個輪回，也即計數器的輸出依次為二進制的0000B到1111B，再由四-十六解碼器把計數器的結果解碼輸出，即依次置Y0到Y15由高電平變為高電平。當某一輸出為高電平時，經過反向器後，與此線路相連接的LED的陰極被拉為低電平從而點亮該發光二極體。這樣一來，計數器和解碼器就相當於單片機里的處理器與PC地址寄存器了，與解碼器輸出腳相連的線就相當於地址線，與LED負極相連的輸出線就相當於數據線，每一條「地址線」都與8根「數據線」有一個交叉，每一個交叉就相當於存儲單元的每一個位。在這些交叉處是否要連通就相當於把程式燒錄到存儲器（ROM）里。最後總體來看就相當於一個只有16個地址的8位單片機。如果把LED換成圖中數碼管，改變圖中的二極體連接，在「單片機」通電和輸入時鍾脈沖後，就可以不停的來顯示數字了。

另外，要做到對單片機內部結果真正的了解，還必須得先要有很扎實的電路基礎、模擬電路、數字電路等方面的知識，否則可能就是空中樓閣。

Ⅳ 單片機與pc串口研究背景是什麼

在國內外，以PC機作為上位機，單片機作為下位機的控制系統中，PC機通常以軟體界面進行人機交互，以串列通信方式與單片機進行積極交互，而單片機系統根據被控對象配置相應的前向，後向信息通道，工作時作為主控機測對象，作為被控機接受PC機監督，指揮，定期或受命向上位機提供對象及本身的工作狀態信息。
目前，隨著集成電路集成度的增加，電子計算機向微型化和超微型化方向發展，微型計算機已成為導彈，智能機器人，人類宇宙和太空和太空奧妙復雜系統不可缺少的智能部件。在一些工業控制中，經常需要以多台單片機作為下位機執行對被控對象的直接控制，以一台PC機為上位機完成復雜的數據處理，組成一種以集中管理、分散控制為特點的集散控制系統。
為了提高系統管理的先進性和安全性，計算機工業自動控制和監測系統越來越多地採用集總分算系統。較為常見的形式是由一台做管理用的上位主計算機（主機）和一台直接參與控制檢測的下位機（單片機）構成的主從式系統，主機和從機之間以通訊的方式來協調工作。主機的作用一是要向從機發送各種命令及參數：二是要及時收集、整理和分析從機發回的數據，供進一步的決策和報表。從機被動地接受、執行主機發來的命令，並且根據主機的要求向主機回傳相應煩人實時數據，報告其運行狀態。
用串列匯流排技術可以使系統的硬體設計大大簡化、系統的體積減小、可靠性提高。同時，系統的更改和擴充極為容易。MCS-51系列單片機，由於內部帶有一個可用於非同步通訊的全雙工的穿行通訊介面，陰齒可以很方便的構成一個主從式系統。
串口是計算機上一種非常通用的設備通訊協議，大多數計算機包容兩個基於RS232的串口。串口同時也是儀器儀表設備通過用的通訊協議，很多GPIB兼容的設備也帶有RS-232口。同時串口通訊協議也可以用於獲取遠程採集設備數據。所以，深入的理解學習和研究串口通信相關知識是非常必要的。此次畢業設計選題為「PC機與MCS-51單片機的串口通訊」，使用51單片機來實現一個主從式的匯流排通訊系統。通過此次設計，對串口通訊的原理和應用融會貫通，為以後的時間工作儲備知識和研究方法。

Ⅳ 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。

Ⅵ 什麼是單片機有什麼特點

日常生活中，單片機經常可以看見，但是即團逗使如此，也有很多人不知道單片機是什麼?簡單來說單片機就是一個晶元，不過這個晶元屬於高度集成的電路晶元，是一個非常小的計算機系統，我想此時應該有很多人好奇單片機究竟是什麼?接下來我就向大家詳細介紹一下單片頃枯機是什麼吧。

單片機定義

單片機，又叫做單片微控制器，英文名稱叫做Microcontrollers，它是一種特殊的晶元，而且晶元裡面的電路是非常密集的，另外正是這些電路把中央處理器CPU、I/O口、存儲器ROM等功能集中到一起，單片機跟計算機相比較而言，其功能大部分還是一樣的，除了單片機不具備I/O設備而已，但是單片機的體積和價格要小於計算機，而且單片機攜帶起來更方便。

從20世紀80年代開始，單片機就一直保持著快速的發展，就其發展歷程來說，從最初的4位單片機、8位單片機，發展到如今的300m單片機。

單片機的應用分類

一般來說，單片機的應用分類有三種，即通用型、控制型、匯流排型。

單片機的基本結構

單片機的基本結構非常的簡單，有三部分組成，即運算器、主要寄存器、控制器。主要寄存器又包括五種，即累加器A、數據寄存器DR、指令寄存器IR和指令解碼器ID、程序計數器PC、地址寄存器AR。

單片機的應用范圍

單片機的應用范圍從最初的只運用工業方面，發展到現在的多方位、寬領域，基本上每個領域每個行業都雀或洞會運用到單片機，尤其是科技技術含量高的行業，例如：汽車、網路通信、家用電器、智能機器等。

單片機的特性

單片機的特性非常的多，下面我就具體來說說吧。

1、單片機的體積很小、攜帶起來非常的方便。

2、單片機的可靠性非常的的強，它可以連續工作一天都沒問題。

3、單片機耗電、耗能非常的小。

4、單片機的操作非常的方便。

5、單片機的適應能力很強。

6、單片機的結構組成非常的簡單，使用起來非常的方便。

7、單片機的處理系統還是很強大的。

以上就是小編收集的所有和單片機相關的信息，希望對大家有所幫助。

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