認識單片機結構及應用教程

『壹』 MCS-51單片機原理及應用技術教程的介紹

《MCS-51單片機原理及應用技術教程》由高洪志編寫，人民郵電出版社於2009年出版發行。該書以MCS-51單片機為學習平台，講解了單片機的組成原理、各功能模塊的使用方法及擴展方法。全書共10章。內容包括單片機的種類、功能及用途；MCS-51單片機的組成；MCS-51單片機指令系統和匯編語言程序設計；單片機內部各種硬體資源的組成、工作原理及編程使用方法；C語言在單片機編程中的使用方法；單片機擴展和介面技術，包括I/O擴展、存儲器擴展、人機介面擴展以及模擬介面擴展；串列通信技術，並給出了案例；系統設計開發方法、調試方法和抗干擾技術以及用C51語言編寫了單片機課程的部分實訓案例。

『貳』 什麼是單片機，單片機學習方法，單片機原理及應用

什麼是單片機？

單片機（Microcontrollers）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。

單片機學習方法：

第一階段:先瀏覽教科書里的硬體部分，大至了解單片機的硬體結構。如ROM、RAM、地址、I／O口等，以及看一些廠家的MCU資料（Data Sheet），來加強MCU所提供各項資源的印象。簡單點的說單片機就是一塊集成晶元，但是不同的地方就是可以通過編程來改變其引腳的電平高低。可以用計算機的原理來理解單片機。比如說 ROM 其實就像計算機的硬碟一樣，是用來裝東西的，裝運行的程序。

第二階段:就是了解二進位數字、十六進位數和軟體方面的內容。盡管有很多高級語言可用於單片機的編程，但初學還是以匯編語言為好，更有利於和硬體結合，掌握硬體結構。知道匯編語言、機器語言、指令、 程序等概念後，從MOV指令開始，學習匯編語言和編程，在MCU匯編語言系統有11條指令，簡單又好理解它們怎樣和硬體聯系，更有助於一般學習單片機的指令整合與運用．因此其方法可先了 解幾條基本的MOV指令和它的機器語言，大致建立起單片機的硬體和軟體概念，來知道單片機的硬體是由指令控制指揮的。

第三階段按照編程環境的使用手冊，熟悉使用編程環境。現在的編程環境一般都和電腦相連，只要具備基本電腦知識的人都可很快掌握步驟。

第四階段是依靠實驗板，學習掌握單片機的匯編語言指令系統和簡單編程。同時和前面所學硬體知識結合組裝，起到主學軟體，鞏固硬體的雙重作用。

單片機原理：通用計算機是分模塊的，比如內存條，CPU，顯卡，這些設備是通過系統匯流排連接成一個計算機系統。所以可以看出，單片機是微計算機系統，因為小巧，價格也便宜，很適合應用於嵌入式系統。當然單片機的功能沒有通用型計算機的功能那麼強大。

單片機的應用：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。

『叄』 51單片機教程，要通俗易懂版的

我是一名多年的單片機工程師，下面的51單片機教程學習方法你參考一下

1 首先了解單片機的硬體結構。

2 掌握很基本的數電模電知識，如二進制、十進制、十六進制之間的轉換，與、或、非邏輯關系等。

3 熟悉5個基本語句的運用，如：if while for switch/case do-while，講真的，如果你不懂太多術語，if while for已經可以滿足你的日常實驗需要，我個人有體會。

4 熟悉上面的就可以從簡單的實驗入手，把更多的C語言附帶術語學上，越積累越多，漸漸變成單片機高手。

5 如果你想學習更多單片機和程序的知識，可以看看我整理好的「17個實驗學會單片機」，網路一下「17個實驗學會單片機」就可以看到在首頁了，從零開始打造一個單片機高手。

6 學單片機靠的是多玩實驗，不能三天打魚兩天曬網，只要堅持就會看到希望。如果不堅持，就很難學會，如果堅持，幾個月後的單片機就已經很厲害了。加油，祝你成功！

『肆』 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。

『伍』 簡述單片機的基本結構與功能

單片機的基本結構：運算器、控制器、主要寄存器。運算器功能：執行各種算術運算；執行各種邏輯運算，並進行邏輯測試，如零值測試或兩個值的比較。主要寄存器功能：用於保存當前CPU所要訪問的內存單元或I/O設備的地址。

控制器功能：從內存中取出一條指令，並指出下一條指令在內存中的位置；對指令進行解碼和測試，並產生相應的操作控制信號，以便於執行規定的動作；指揮並控制CPU、內存和輸入輸出設備之間數據流動的方向。

(5)認識單片機結構及應用教程擴展閱讀

應用范圍：單片機滲透到我們生活的各個領域。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等等。

還有自動控制領域的機器人、智能儀表、醫療器械以及各種智能機械。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。

『陸』 單片機基本結構

單片機，全稱單片微型計算機，又稱微控制器，是把中央處理器、存儲器、定時/計數器、各種輸入輸出介面等都集成在一塊集成電路晶元上的微型計算機。 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。

基本結構
1.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。例如，兩個數6和7相加，在相加之前，操作數6放在累加器中，7放在數據寄存器中，當執行加法指令時，ALU即把兩個數相加並把結果13存入累加器，取代累加器原來的內容6。

運算器有兩個功能：

(1) 執行各種算術運算。

(2) 執行各種邏輯運算，並進行邏輯測試，如零值測試或兩個值的比較。

運算器所執行全部操作都是由控制器發出的控制信號來指揮的，並且，一個算術操作產生一個運算結果，一個邏輯操作產生一個判決。

2.控制器

控制器由程序計數器、指令寄存器、指令解碼器、時序發生器和操作控制器等組成，是發布命令的「決策機構」，即協調和指揮整個微機系統的操作。其主要功能有：

(1) 從內存中取出一條指令，並指出下一條指令在內存中的位置。

(2) 對指令進行解碼和測試，並產生相應的操作控制信號，以便於執行規定的動作。

(3) 指揮並控制CPU、內存和輸入輸出設備之間數據流動的方向。

微處理器內通過內部匯流排把ALU、計數器、寄存器和控制部分互聯，並通過外部匯流排與外部的存儲器、輸入輸出介面電路聯接。外部匯流排又稱為系統匯流排，分為數據匯流排DB、地址匯流排AB和控制匯流排CB。通過輸入輸出介面電路，實現與各種外圍設備連接。

3.主要寄存器

(1)累加器A

圖1-2 單片機組成框圖

累加器A是微處理器中使用最頻繁的寄存器。在算術和邏輯運算時它有雙功能：運算前，用於保存一個操作數;運算後，用於保存所得的和、差或邏輯運算結果。

(2)數據寄存器DR

數據寄存器通過數據匯流排向存儲器和輸入/輸出設備送(寫)或取(讀)數據的暫存單元。它可以保存一條正在解碼的指令，也可以保存正在送往存儲器中存儲的一個數據位元組等等。

(3)指令寄存器IR和指令解碼器ID

指令包括操作碼和操作數。

指令寄存器是用來保存當前正在執行的一條指令。當執行一條指令時，先把它從內存中取到數據寄存器中，然後再傳送到指令寄存器。當系統執行給定的指令時，必須對操作碼進行解碼，以確定所要求的操作，指令解碼器就是負責這項工作的。其中，指令寄存器中操作碼欄位的輸出就是指令解碼器的輸入。

(4)程序計數器PC

PC用於確定下一條指令的地址，以保證程序能夠連續地執行下去，因此通常又被稱為指令地址計數器。在程序開始執行前必須將程序的第一條指令的內存單元地址(即程序的首地址)送入PC，使它總是指向下一條要執行指令的地址。

(5)地址寄存器AR

地址寄存器用於保存當前CPU所要訪問的內存單元或I/O設備的地址。由於內存與CPU之間存在著速度上的差異，所以必須使用地址寄存器來保持地址信息，直到內存讀/寫操作完成為止。

顯然，當CPU向存儲器存數據、CPU從內存取數據和CPU從內存讀出指令時，都要用到地址寄存器和數據寄存器。同樣，如果把外圍設備的地址作為內存地址單元來看的話，那麼當CPU和外圍設備交換信息時，也需要用到地址寄存器和數據寄存器。