怎樣使用單片機資源

『壹』 AT89S51單片機的內部資源有哪些，分別是怎麼使用的

單片機對於初學者來說確實很難理解，不少學過單片機的同學或電子愛好者，甚至在畢業時仍舊是一無所獲。基於此，電子發燒友網將整合《單片機關鍵知識點全攻略》，共分為四個系列，以饗讀者，敬請期待！此系列對於業內電子工程師也有收藏和參考價值。

單片機關鍵知識點一覽：

系列一

點擊瀏覽下一頁1：單片機簡敘

點擊瀏覽下一頁2：單片機引腳介紹

點擊瀏覽下一頁3：單片機存儲器結構

點擊瀏覽下一頁4：第一個單片機小程序

點擊瀏覽下一頁5：單片機延時程序分析

點擊瀏覽下一頁6：單片機並行口結構

點擊瀏覽下一頁7：單片機的特殊功能寄存器

系列二

點擊瀏覽下一頁8：單片機定址方式與指令系統

點擊瀏覽下一頁9：單片機數據傳遞類指令

點擊瀏覽下一頁10：單片機數據傳送類指令

點擊瀏覽下一頁11：單片機算術運算指令

點擊瀏覽下一頁12：單片機邏輯運算類指令

點擊瀏覽下一頁13：單片機邏輯與或異或指令祥解

點擊瀏覽下一頁14：單片機條件轉移指令

系列三

點擊瀏覽下一頁15：單片機位操作指令

點擊瀏覽下一頁16：單片機定時器與計數器

點擊瀏覽下一頁17：單片機定時器/計數器的方式

點擊瀏覽下一頁18：單片機的中斷系統

點擊瀏覽下一頁19：單片機定時器、中斷試驗

點擊瀏覽下一頁20：單片機定時/計數器實驗

點擊瀏覽下一頁21：單片機串列口介紹

系列四

點擊瀏覽下一頁22：單片機串列口通信程序設計

點擊瀏覽下一頁23：LED數碼管靜態顯示介面與編

點擊瀏覽下一頁24：動態掃描顯示介面電路及程序

點擊瀏覽下一頁25：單片機鍵盤介面程序設計

點擊瀏覽下一頁26：單片機矩陣式鍵盤介面技術及

點擊瀏覽下一頁27：關於單片機的一些基本概念

點擊瀏覽下一頁28：實際案例實踐——單片機音樂程序設計

1：單片機簡敘

什麼是單片機 一台能夠工作的計算機要有這樣幾個部份構成：CPU（進行運算、控制）、RAM（數據存儲）、ROM（程序存儲）、輸入/輸出設備（例如：串列口、並行輸出口等）。在個人計算機上這些部份被分成若干塊晶元，安裝一個稱之為主板的印刷線路板上。而在單片機中，這些部份，全部被做到一塊集成電路晶元中了，所以就稱為單片（單晶元）機，而且有一些單片機中除了上述部份外，還集成了其它部份如A/D，D/A等。

單片機是一種控制晶元，一個微型的計算機，而加上晶振，存儲器，地址鎖存器，邏輯門，七段解碼器（顯示器），按鈕（類似鍵盤），擴展晶元，介面等那是單片機系統。

2：單片機引腳介紹

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單片機的40個引腳大致可分為4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；

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）。

拿到一塊晶元，想要使用它，首先必須要知道怎樣連線，我們用的一塊稱之為89C51的晶元，下面我們就看一下如何給它連線。

1、 電源：這當然是必不可少的了。單片機使用的是5V電源，其中正極接40管腳，負極（地）接20管腳。

2、 振蒎電路：單片機是一種時序電路，必須供給脈沖信號才能正常工作，在單片機內部已集成了振盪器，使用晶體振盪器，接18、19腳。只要買來晶體震盪器，電容，連上就能了，按圖1接上即可。

3、 復位管腳：按圖1中畫法連好，至於復位是何含義及為何需要復要復位，在單片機功能中介紹。

4、 EA管腳：EA管腳接到正電源端。 至此，一個單片機就接好，通上電，單片機就開始工作了。

我們的第一個任務是要用單片機點亮一隻發光二極體LED，顯然，這個LED必須要和單片機的某個管腳相連，不然單片機就沒法控制它了，那麼和哪個管腳相連呢？單片機上除了剛才用掉的5個管腳，還有35個，我們將這個LED和1腳相連。（見圖1，其中R1是限流電阻）

按照這個圖的接法，當1腳是高電平時，LED不亮，只有1腳是低電平時，LED才發亮。因此要1腳我們要能夠控制，也就是說，我們要能夠讓1管腳按要求變為高或低電平。即然我們要控制1腳，就得給它起個名字，總不能就叫它一腳吧？叫它什麼名字呢？設計51晶元的INTEL公司已經起好了，就叫它P1.0，這是規定，不能由我們來更改。

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圖1

名字有了，我們又怎樣讓它變『高』或變『低』呢？叫人做事，說一聲就能，這叫發布命令，要計算機做事，也得要向計算機發命令，計算機能聽得懂的命令稱之為計算機的指令。讓一個管腳輸出高電平的指令是SETB，讓一個管腳輸出低電平的指令是CLR。因此，我們要P1.0輸出高電平，只要寫SETB P1.0，要P1.0輸出低電平，只要寫 CLR P1.0就能了。

現在我們已經有辦法讓計算機去將P10輸出高或低電平了，但是我們怎樣才能計算機執行這條指令呢？總不能也對計算機也說一聲了事吧。要解決這個問題，還得有幾步要走。第一，計算機看不懂SETB CLR之類的指令，我們得把指令翻譯成計算機能懂的方式，再讓計算機去讀。計算機能懂什麼呢？它只懂一樣東西——數字。因此我們得把SETB P1.0變為（D2H，90H ），把CLR P1.0變為 （C2H，90H ），至於為什麼是這兩個數字，這也是由51晶元的設計者--INTEL規定的，我們不去研究。第二步，在得到這兩個數字後，怎樣讓這兩個數字進入單片機的內部呢？這要藉助於一個硬體工具「編程器」。如果你還不知道是什麼是編程器，我來介紹一下，就是把你在電腦上寫出來來的代碼用匯編器等編譯器生成的一個目標燒寫到單片機的eprom裡面去的工具，80c51這種類型的單片機編程是一件很麻煩的事情，必要要先裝到編程器上編程後才能在設備上使用，而目前最新的89s51單片機居然在線編程（isp）功能，不用拔出來利用簡單的電路就可以實現把代碼寫入單片機內部，本站有詳細的at89s51編程器製作教程

我們將編程器與電腦連好，運行編程器的軟體，然後在編緝區內寫入（D2H，90H）見圖2，

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圖2

寫入……好，拿下片子，把片子插入做好的電路板，接通電源……什麼？燈不亮？這就對了，因為我們寫進去的指令就是讓P10輸出高電平，燈當然不亮，要是亮就錯了。現在我們再撥下這塊晶元，重新放回到編程器上，將編緝區的內容改為（C2H，90H），也就是CLR P1.0，寫片，拿下片子，把片子插進電路板，接電，好，燈亮了。因為我們寫入的（）就是讓P10輸出低電平的指令。這樣我們看到，硬體電路的連線沒有做任何改變，只要改變寫入單片機中的內容，就能改變電路的輸出效果。

3：單片機存儲器結構

單片機內部存儲結構分析

我們來思考一個問題，當我們在編程器中把一條指令寫進單片要內部，然後取下單片機，單片機就可以執行這條指令，那麼這條指令一定保存在單片機的某個地方，並且這個地方在單片機掉電後依然可以保持這條指令不會丟失，這是個什麼地方呢？這個地方就是單片機內部的只讀存儲器即ROM（READ ONLY MEMORY）。為什麼稱它為只讀存儲器呢？剛才我們不是明明把兩個數字寫進去了嗎？原來在89C51中的ROM是一種電可擦除的ROM，稱為FLASH ROM，剛才我們是用的編程器，在特殊的條件下由外部設備對ROM進行寫的操作，在單片機正常工作條件下，只能從那面讀，不能把數據寫進去，所以我們還是把它稱為ROM。

數的本質和物理現象：我們知道，計算機能進行數學運算，這可令我們非常的難以理解，計算機嗎，我們雖不了解它的組成，但它總只是一些電子元器件，怎麼能進行數學運算呢？我們做數學題如37+45是這樣做的，先在紙上寫37，然後在下面寫45，然後大腦運算，最後寫出結果，運算的原材料：37、45和結果：82都是寫在紙上的，計算機中又是放在什麼地方呢？為了解決這個問題，先讓我們做一個實驗：這里有一盞燈，我們知道燈要麼亮，要麼不亮，就有兩種狀態，我們能用』0』和』1』來代替這兩種狀態，規定亮為』1』，不亮為』0』。現在放上兩盞燈，一共有幾種狀態呢？我們列表來看一下：

請大家自已寫上3盞燈的情況000 001 010 011 100 101 110 111

我們來看，這個000，001，101 不就是我們學過的的二進制數嗎？本來，燈的亮和滅只是一種物理現象，可當我們把它們按一按的次序排更好後，燈的亮和滅就代表了數字了。讓我們再抽象一步，燈為什麼會亮呢？看電路1，是因為輸出電路輸出高電平，給燈通了電。因此，燈亮和滅就能用電路的輸出是高電平還是低電平來替代了。這樣，數字就和電平的高、低聯繫上了。（請想一下，我們還看到過什麼樣的類似的常式呢？（海軍之）燈語、旗語，電報，甚至紅、綠燈）

什麼是位：

通過上面的實驗我們已經知道：一盞燈亮或者說一根線的電平的高低，能代表兩種狀態：0和1。實際上這就是一個二進制位，因此我們就把一根線稱之為一「位」，用BIT表示。

什麼是位元組：

一根線能表於0和1，兩根線能表達00，01，10，11四種狀態，也就是能表於0到3，而三根能表達0-7，計算機中常常用8根線放在一起，同時計數，就能表過到0-255一共256種狀態。這8根線或者8位就稱之為一個位元組（BYTE）。不要問我為什麼是8根而不是其它數，因為我也不知道。（計算機世界是一本人造的世界，不是自然界，很多事情你無法問為什麼，只能說：它是一種規定，大家在以後的學習過程中也要注意這個問題）

存儲器的工作原理：

1、存儲器構造

存儲器就是用來存放數據的地方。它是利用電平的高低來存放數據的，也就是說，它存放的實際上是電平的高、低，而不是我們所習慣認為的1234這樣的數字，這樣，我們的一個謎團就解開了，計算機也沒什麼神秘的嗎。

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圖2

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圖3

讓我們看圖2。單片機裡面都有這樣的存儲器，這是一個存儲器的示意圖：一個存儲器就象一個個的小抽屜，一個小抽屜里有八個小格子，每個小格子就是用來存放「電荷」的，電荷通過與它相連的電線傳進來或釋放掉，至於電荷在小格子里是怎樣存的，就不用我們操心了，你能把電線想像成水管，小格子里的電荷就象是水，那就好理解了。存儲器中的每個小抽屜就是一個放數據的地方，我們稱之為一個「單元」。

有了這么一個構造，我們就能開始存放數據了，想要放進一個數據12，也就是00001100，我們只要把第二號和第三號小格子里存滿電荷，而其它小格子里的電荷給放掉就行了（看圖3）。可是問題出來了，看圖2，一個存儲器有好多單元，線是並聯的，在放入電荷的時候，會將電荷放入所有的單元中，而釋放電荷的時候，會把每個單元中的電荷都放掉，這樣的話，不管存儲器有多少個單元，都只能放同一個數，這當然不是我們所希望的，因此，要在結構上稍作變化，看圖2，在每個單元上有個控制線，我想要把數據放進哪個單元，就給一個信號這個單元的控制線，這個控制線就把開關打開，這樣電荷就能自由流動了，而其它單元控制線上沒有信號，所以開關不打開，不會受到影響，這樣，只要控制不一樣單元的控制線，就能向各單元寫入不一樣的數據了，同樣，如果要某個單元中取數據，也只要打開對應的控制開關就行了。

2、存儲器解碼

那麼，我們怎樣來控制各個單元的控制線呢？這個還不簡單，把每個單元元的控制線都引到集成電路的外面不就行了嗎？事情可沒那麼簡單，一片27512存儲器中有65536個單元，把每根線都引出來，這個集成電路就得有6萬多個腳？不行，怎麼辦？要想法減少線的數量。我們有一種辦法稱這為解碼，簡單介紹一下：一根線能代表2種狀態，2根線能代表4種狀態，3根線能代表幾種，256種狀態又需要幾根線代表？8種，8根線，所以65536種狀態我們只需要16根線就能代表了。

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3、存儲器的選片及匯流排的概念

至此，解碼的問題解決了，讓我們再來關注另外一個問題。送入每個單元的八根線是用從什麼地方來的呢？它就是從計算機上接過來的，一般地，這八根線除了接一個存儲器之外，還要接其它的器件，如圖4所示。這樣問題就出來了，這八根線既然不是存儲器和計算機之間專用的，如果總是將某個單元接在這八根線上，就不好了，比如這個存儲器單元中的數值是0FFH另一個存儲器的單元是00H，那麼這根線到底是處於高電平，還是低電平？豈非要打架看誰歷害了？所以我們要讓它們分離。辦法當然很簡單，當外面的線接到集成電路的管腳進來後，不直接接到各單元去，中間再加一組開關（參考圖4 ）就行了。平時我們讓開關關閉著，如果確實是要向這個存儲器中寫入數據，或要從存儲器中讀出數據，再讓開關接通就行了。這組開關由三根引線選擇：讀控制端、寫控制端和片選端。要將數據寫入片中，先選中該片，然後發出寫信號，開關就合上了，並將傳過來的數據（電荷）寫入片中。如果要讀，先選中該片，然後發出讀信號，開關合上，數據就被送出去了。注意圖4，讀和寫信號同時還接入到另一個存儲器，但是由於片選端不一樣，所以雖有讀或寫信號，但沒有片選信號，所以另一個存儲器不會「誤會」而開門，造成沖突。那麼會不一樣時選中兩片晶元呢？只要是設計好的系統就不會，因為它是由計算控制的，而不是我們人來控制的，如果真的出現同時出現選中兩片的情況，那就是電路出了故障了，這不在我們的討論之列。

『貳』 51單片機內部資源應用

51單片機內部資源編程的資料－－－－去了解51單片機的內部結構後，如定時器中斷等，

『叄』 單片機開發板上的硬體怎麼使用

首先，你需要仔細看開發板的原理圖。你需要把單片機插到開發板的晶元座上，晶元座的引腳會和PCB板連接，PCB板上的走線會將晶元座的引腳連接到具體硬體上。開發板上的硬體設備都是通過開發板的PCB走線連接好的，你只需要在原理圖上尋找具體硬體連接到單片機的管腳關系。

目測你的開發板是51開發板，可能用的是STC單片機。你需要准備類似Keil這樣的開發工具，C和匯編都可以編程的。具體怎麼編程，建議你去圖書館借閱書籍：新概念51單片機C語言教程（教你怎麼用C編程）、單片機原理與實踐指導（教你怎麼用匯編編程）、CProgrammingLanguage（經典，教你C語言的）

另外你的這個開發板完全配套郭天祥的視頻，建議你買本郭天祥的書《新概念51單片機C語言教程》，參照郭天祥的視頻來學習這個開發板會快一些。

你的開發板看起來和下圖這個開發板布線一致，

你把圖放大來看，上圖PCB的絲印層都有每個模塊的簡單說明的。

如果看不清，請參閱下面的描述：

1. 單片機最小系統：可以使用51單片機如STC89C52，AT89S52，也可以使用AVR單片機如AT mega 16，AT mega 128等系列。

2. 流水燈模塊：我們使用了8個紅色led，可以進行閃關燈實驗，流水燈實驗。

3. 獨立鍵盤模塊：4個小按鍵組成，可以做外中斷INT0、INT1 ，外定時器T0、T1 實驗。

4. 矩陣鍵盤模塊：16個小按鍵組成可以做外中斷INT0、INT1 ，外定時器T0、T1 實驗。

5. 數碼管模塊：由6個一位一體數碼管組成，可以顯示0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，0，a，b，c，d，e，f等簡單信息，構成信息交流的人機界面。

6. 蜂鳴器模塊：可以用來做報警實驗，也可以對歌曲進行編碼，用來唱歌。

7. AD模塊：主晶元為ADC0804，採集模擬信號（1路輸入），並轉化為數字信號，內置8位轉換器（解析度為8位）。

8. DA模塊：主晶元為DAC0832, 把數字信號轉化為模擬信號，解析度為8位。

9. 串口通信模塊：主晶元我們使用了MAX232的升級版MAX3232，通信性能更好。MAX3232把TTL電平轉換為RS232電平。

10. 1602液晶顯示模塊：每行顯示16個字元，可以顯示兩行。這款單片機使用並行介面。

11. 12864液晶顯示模塊：並行操作方式，可以在液晶的任意位置顯示數字，符號，漢字，圖像。

12. E2PROM模塊：使用I2C匯流排通信協議（51單片機模擬），主晶元為ATMEL公司的AT24C02N，可以進行數據存儲實驗。

13. 定時器/計數器模塊。

14. DS18B20溫度採集模塊：採用單匯流排協議。

15. 紅外遙控器DS18B20模塊：包括紅外接收頭，可以進行短程遙控。

16. 直流電機驅動模塊：本款開發板含有直流電機驅動模塊，可以直接驅動直流電機（本款開發板贈送直流電機）。

17. 步進電機驅動模塊：本款開發板含有步進電機驅動模塊，可以直接驅動步進電機。

18. 繼電器驅動模塊：本款開發板含有繼電器驅動模塊，可以做繼電器相關實驗。

19. LED點陣顯示模塊：本款開發板贈送8*8點陣。

20. LM7805 5V穩壓模塊，可以使用外接電源，方便單片機在無電腦供電時正常使用可以輸入5-18V外電源。

21. USB轉TTL電平模塊：使用CH340T主晶元，可以保證一根USB線就可以下載。

22. RTC實時時鍾DS1302模塊：可以進行實時時鍾實驗，顯示年、月、日、時、分、秒,避免購買昂貴的DS12C887晶元。

跳線帽選擇：

J1：直流電機、步進電機、繼電器的驅動接通，使用時，插上即可。

J2：紅外遙控器接通。

J3：點陣接通。

J4：繼電器接通。

J5：AD模塊模擬輸入接通。

J6：51或AVR復位選擇，左插為51復位，右插為AVR復位。

J7：數碼管段選，位選接通。

J8：蜂鳴器選擇。

J9：USB供電與外供電選擇，下插為USB供電，上插為外電源供電，默認為下插，即使用USB供電。

J10：串口下載與USB下載選擇，上插為USB下載（使用一根USB線即可），下插為串口下載（一根USB線+一根串口線），串口下載使用簡單，默認使用一根USB下載，即上插。

J11；I2C與時鍾選擇。

J12：DA模擬輸出接通。

『肆』 單片機的原理及應用

單片機到底是什麼呢？就是一個電腦，只不過是微型的，麻雀雖小，五臟俱全：它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。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。x0dx0a單片機是靠程序工作的，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！x0dx0a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(近幾年，C語言也開始廣泛被應用)，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也是承受不了的。x0dx0a目前最常用的單片機為MCS-51，是由美國INTEL公司（生產CPU的英特爾）生產的，89C51是這幾年在我國非常流行的單片機，它是由美國ATMEL公司開發生產的，其內核兼容MCS-51單片機。x0dx0a單片微型計算機簡稱單片機，是典型的嵌入式微控制器（MicrocontrollerUnit），x0dx0a單片機晶元x0dx0a常用英文字母的縮寫MCU表示單片機，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。單片機由運算器，控制器，存儲器，輸入輸出設備構成，相當於一個微型的計算機（最小系統），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。它最早是被用在工業控制領域。x0dx0a由於單片機在工業控制領域的廣泛應用，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。x0dx0aINTEL的8080是最早按照這種思想設計出的處理器，當時的單片機都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，此後在8031上發展出了MCS51系列單片機系統。因為簡單可靠而性能不錯獲得了很大的好評。盡管2000年以後ARM已經發展出了32位的主頻超過300M的高端單片機，直到目前基於8031的單片機還在廣泛的使用。在很多方面單片機比專用處理器更適合應用於嵌入式系統，因此它得到了廣泛的應用。事實上單片機是世界上數量最多處理器，隨著單片機家族的發展壯大，單片機和專用處理器的發展便分道揚鑣。x0dx0a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。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。x0dx0a單片機是指晶元本身，而單片機系統是為實現某一個控制應用需要由用戶設計的，是一個圍繞單片機晶元而組建的計算機應用系統，這是單片機應用系統。單片機開發系統是指單片機開發調試的工具。單片機自問世以來，性能不斷提高和完善，其資源又能滿足很多應用場合的需要，加之單片機具有集成度高、功能強、速度快、體積小、功耗低、使用方便、價格低廉等特點，正在逐步取代現有的多片微機應用系統。單片機自動完成賦予它的任務的過程，也就是單片機執行程序的過程，即一條條執行的指令的過程，所謂指令就是把要求單片機執行的各種操作用的命令的形式寫下來，這是在設計人員賦予它的指令系統所決定的，一條指令對應著一種基本操作；單片機所能執行的全部指令，就是該單片機的指令系統，不同種類的單片機，其指令系統亦不同。為使單片機能自動完成某一特定任務，必須把要解決的問題編成一系列指令（這些指令必須是選定單片機能識別和執行的指令），這一系列指令的集合就成為程序，程序需要預先存放在具有存儲功能的部件——存儲器中。存儲器由許多存儲單元（最小的存儲單位）組成，就像大樓房有許多房間組成一樣，指令就存放在這些單元里，單元里的指令取出並執行就像大樓房的每個房間的被分配到了唯一房間號一樣，每一個存儲單元也必須被分配到唯一的地址號，該地址號稱為存儲單元的地址，這樣只要知道了存儲單元的地址，就可以找到這個存儲單元，其中存儲的指令就可以被取出，然後再被執行。x0dx0a2應用分類x0dx0a編輯x0dx0ax0dx0a單片機作為計算機發展的一個重要分支領域，根據目前發展情況，從不同角度單片機大致可以分為通用型/專用型、匯流排型/非匯流排型及工控型/家電型。x0dx0a通用型/專用型x0dx0ax0dx0a這是按單片機適用范圍來區分的。例如，80C51是通用型單片機，它不是為某種專用途設計的；專用型單片機是針對一類產品甚至某一個產品設計生產的，例如為了滿足電子體溫計的要求，在片內集成ADC介面等功能的溫度測量控制電路。x0dx0a匯流排/非匯流排型x0dx0ax0dx0a這是按單片機是否提供並行匯流排來區分的。匯流排型單片機單片機普遍設置有並行地址匯流排、數據匯流排、控制匯流排，這些引腳用以擴展並行外圍器件都可通過串列口與單片機連接，另外，許多單片機已把所需要的外圍器件及外設介面集成一片內，因此在許多情況下可以不要並行擴展匯流排，大大減省封裝成本和晶元體積，這類單片機稱為非匯流排型單片機。x0dx0a控制型/家電型x0dx0ax0dx0a這是按照單片機大致應用的領域進行區分的。一般而言，工控型定址范圍大，運算能力強；用於家電的單片機多為專用型，通常是小封裝、低價格，外圍器件和外設介面集成度高。顯然，上述分類並不是惟一的和嚴格的。例如，80C51類單片機既是通用型又是匯流排型，還可以作工控用。x0dx0a3發展歷史x0dx0a編輯x0dx0ax0dx0a單片機誕生於1971年，經歷了SCM、MCU、SoC三大階段，早期的SCM單片機都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，此後在8031上發展出了MCS51系列MCU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INTELi960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。x0dx0a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Soc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。x0dx0a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。x0dx0a主要階段x0dx0ax0dx0a早期階段x0dx0aSCM即單片微型計算機（SingleChipMicrocomputer）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。x0dx0a中期發展x0dx0aMCU即微控制器（MicroControllerUnit）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。x0dx0aPhilips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。x0dx0a當前趨勢x0dx0aSoC嵌入式系統(SystemonChip）式的獨立發展之路，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。