单片机系统及其应用

1. 单片机有哪些主要应用

单片机从她诞生之日起，永葆青春，令我们电子工程师们一代接一代的时刻暗恋着她。以致单片机被广泛应用于仪器仪表、工业自动控制、家用电器、医用设备、办公自动化设备、安全监控等领域，涵盖了人类生活的方方面面。单片机的应用，使电路设计重心由硬件设计（传统电路设计）向软件设计（微控制技术）转移。传统电路设计的缺点在于，设计比较复杂的控制电路时，其硬件电路非常复杂，开发周期长，消耗较大的人力、物力和财力，有些智能控制电路用传统电路设计根本无法实现，特别是直观的人机交互界面。现在用单片机通过软件编程就能轻而易举实现了。电路简单、功能强大、质量可靠，这就是单片机被广泛是使用的根本原因。在我们的生活里，电器更新换代频繁、体积越来越小巧、控制越来越智能、功能越来越强大、质量越来越可靠，这都是单片机嵌入应用的结果。
一、在智能仪器仪表上的应用
单片机广泛应用于仪器仪表中，实现模拟量和数字量的转换和处理。通过传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、距离、硬度、元素、压力、重力、音量、光亮、波形、磁感应等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化、直观化，还能通过单片机串口通信实现远程测量和数据采集。
二、工业自动化领域的应用
在工业控制中，如工业过程自动控制、过程自动监测、过程数据采集、工业控制器、工业现场联网通信及机电一体化自动控制系统等，都离不开单片机。在比较复杂的大型工业控制系统中，用单片机可以实现智能控制、智能数据采集、远程自动控制，现场自动管理，真正实现工业自动化。如工业机器人的控制系统是由中央控制器、感觉系统、行走系统、擒拿系统等节点构成的多机网络系统，而其中每一个小系统都是由单片微机进行控制的。
三、在家用电器的应用
四、在计算机通信领域和安全监控系统中的应用
单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机和设备的通信提供了技术条件。如电话机及其监控设备，楼宇自动通信呼叫系统、烟火报警系统和摄像监控系统，无线有线对讲系统等等。
五、在医用设备领域中的应用
单片机在医用设备中的用途亦相当广泛，例如医用呼吸机、分析仪、监护仪、诊断设备及病床呼叫系统等等。
六、在汽车电子产品中的应用
现代汽车的集中显示系统、动力、速度、压力监测控制系统、自动驾驶系统、导航系统、安全保护系统、通信系统和运行监视器（黑匣子）等都是单片机的功劳。
七、在办公自动化设备中的应用
现代办公室使用的大量通信和办公设备多数嵌入了单片机。如打印机、复印机、传真机、绘图机、考勤机、电话以及通用计算机中的键盘译码、磁盘驱动等。
八、在商业营销设备中的应用
在商业营销系统中已广泛使用的led信息显示屏、电子称、收款机、条形码阅读器、ic卡刷卡机、出租车计价器以及仓储安全监测系统、商场保安系统、空气调节系统、冷冻保险系统等都采用了单片机控制。
此外，单片机在工商、金融、科研、教育、国防、航空航天等领域也有着广泛的应用。
单片机的广泛应用不仅让我们享受到新型电子产品和新技术带来的贴心服务，也使我们的生活环境变得安全、舒适、便捷；有了单片机作主控，我们的生产生活工具更加先进和智能，减轻劳动强度的同时提高了工作效率和安全系数。
可见，我们的生活离不开单片机，单片机也正在改变我们的生活。

2. 什么是单片机什么是单片机系统什么是单片机应用系统

1单片机：
单片机就是将CPU、存储器、定时计数器、I/O接口电路等集成在一个芯片。也叫单片微型计算机。
2 单片机系统：
以单片机为核心的控制系统。
3 单片机应用系统：
就是将单片机技术应用在电子、工业控制领域的各种典型产品，如以单片机为核心的智能煤气表、
智能热力表、上网微波炉。

3. 什么是单片机，单片机有什么作用

单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。

单片机比专用处理器最适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。事实上单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。汽车上一般配备40多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作！单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的综合，甚至比人类的数量还要多。

4. 单片机的发展历程和应用

MCU也叫微控制单元，又称作单片微型计算机或者单片机，是把中央处理器的频率与规格做适当缩减，并将内存（memory）、计数器（Timer）、USB、A／D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。

单片机发展史及应用特点介绍

如手机、PC外围、遥控器，至汽车电子、工业上的步进马达、机器手臂的控制等，都可见到MCU的身影。本文将为大家讲解单片机的发展史及在很多领域的运用。

单片机出现的历史 并不长，但发展十分迅猛。 它的产生与发展和微处理器的产生与发展大体同步，自1971年美国Intel公司首先推出4位微处理器以来，它的发展到目前为止大致可分为5个阶段。下面以Intel公司的单片机发展为代表加以介绍。

1971－1976

单片机发展的初级阶段。 1971年11月Intel公司首先设计出集成度为2000只晶体管／片的4位微处理器Intel 4004， 并配有RAM、 ROM和移位寄存器， 构成了第一台MCS—4微处理器， 而后又推出了8位微处理器Intel 8008， 以及其它各公司相继推出的8位微处理器。

1976－1980

低性能单片机阶段。 以1976年Intel公司推出的MCS—48系列为代表， 采用将8位CPU、 8位并行I／O接口、8位定时／计数器、RAM和ROM等集成于一块半导体芯片上的单片结构， 虽然其寻址范围有限（不大于4 KB）， 也没有串行I／O， RAM、 ROM容量小， 中断系统也较简单， 但功能可满足一般工业控制和智能化仪器、仪表等的需要。

1980－1983

高性能单片机阶段。 这一阶段推出的高性能8位单片机普遍带有串行口， 有多级中断处理系统， 多个16位定时器／计数器。片内RAM、 ROM的容量加大，且寻址范围可达64 KB，个别片内还带有A／D转换接口。

1983－80年代末

16位单片机阶段。 1983年Intel公司又推出了高性能的16位单片机MCS－96系列， 由于其采用了最新的制造工艺， 使芯片集成度高达12万只晶体管／片。

1990年代

单片机在集成度、功能、速度、可靠性、应用领域等全方位向更高水平发展。

单片机的应用特点分析

单片机发展史及应用特点介绍

按照单片机的特点，单片机的应用分为单机应用与多机应用。在一个应用系统中，只使用一片单片机称为单机应用。

（1） 测控系统。 用单片机可以构成各种不太复杂的工业控制系统、自适应控制系统、数据采集系统等， 达到测量与控制的目的。

（2） 智能仪表。 用单片机改造原有的测量、控制仪表， 促进仪表向数字化、智能化、多功能化、综合化、柔性化方向发展。

（3） 机电一体化产品。单片机与传统的机械产品相结合， 使传统机械产品结构简化， 控制智能化。

（4） 智能接口。 在计算机控制系统， 特别是在较大型的工业测、控系统中， 用单片机进行接口的控制与管理， 加之单片机与主机的并行工作， 大大提高了系统的运行速度。

（5） 智能民用产品。 如在家用电器、玩具、游戏机、声像设备、电子秤、收银机、办公设备、厨房设备等许多产品中， 单片机控制器的引入， 不仅使产品的功能大大增强， 性能得到提高， 而且获得了良好的使用效果。

（1） 功能集散系统。 多功能集散系统是为了满足工程系统多种外围功能的要求而设置的多机系统。

（2） 并行多机控制系统。 并行多机控制系统主要解决工程应用系统的快速性问题， 以便构成大型实时工程应用系统。

（3） 局部网络系统。

单片机按应用范围又可分成通用型和专用型。专用型是针对某种特定产品而设计的，例如用于体温计的单片机、用于洗衣机的单片机等等。在通用型的单片机中，又可按字长分为4位、8位、16／32位，虽然计算机的微处理器现在几乎是32／64位的天下，8位、16位的微处理器已趋于萎缩，但单片机情况却不同，8位单片机成本低，价格廉，便于开发，其性能能满足大部分的需要，只有在航天、汽车、机器人等高技术领域，需要高速处理大量数据时，才需要选用16／32位，而在一般工业领域，8位通用型单片机，仍然是目前应用最广的单片机。

单片机发展史及应用特点介绍

总结：到目前为止，中国的单片机应用和嵌入式系统开发走过了二十余年的历程，随着嵌入式系统逐渐深入社会生活各个方面，单片机课程的教学也有从传统的8位处理器平台向32位高级RISC处理器平台转变的趋势，但8位机依然难以被取代。国民经济建设、军事及家用电器等各个领域，尤其是手机、汽车自动导航设备、PDA、智能玩具、智能家电、医疗设备等行业都是国内急需单片机人才的行业。

5. 单片机主要应用于哪些领域

1． 单片机应用
在一个系统中只使用一块单片机，这是目前应用最多的一种方式。主要有：
（1） 智能产品
单片机与传统的机械产品相结合，使传统的机械产品结构简单化、控制智能化，构成了新一代的机电一体化产品。例如：家用电器、办公设备、机床设备、纺织机械等工业设备。
（2） 智能仪表
用单片机糅合到测量、控制仪表中，使仪表向数字化、智能化、多功能化、综合化、柔性化方向发展，使长期以来难以解决的误差修正、线性化等问题迎刃而解。它集测量、处理、控制于一体，使传统的仪器仪表行业呈现出了崭新的面貌。
（3） 测控系统
用单片机构成的各种工业控制系统、自适应控制系统、数据采集系统等。
（4） 数控系统
用单片机作为机床数控系统的控制机，可提高机床数控系统的可靠性、增强功能、降低数控系统的成本。
（5） 智能接口
用单片机控制计算机外部设备（例如PRT、KB、HD、FD、CRT等），用智能接口与计算机连接，可以大大减少主CPU的负担、提高系统的运行速度、提高系统的管理水平。

2． 多机应用
（1） 功能弥散系统
（2） 多机并行控制系统

6. 什么是单片机系统

最简单的单片机系统是指单片机能正常工作所必须的外围元件，主要由单片机、晶振电路和复位电路构成。而输入、输出部分则通过单片机的I/O口实现。一般地，单片机应用系统是指为实现特定的功能，由单片机、外围接口电路及合适的软件等构成的应用系统。

7. 单片机原理及应用技术

单片机的工作原理与计算机CPU的工作原理是一样的，主要是利用片内的半导体存储器存放用户的程序和数据，单片机的核心中央微处理器CPU中有指令寄存器、指令译码器，程序计数器等部件，由程序计数器寻找下一条要执行的指令，找到后，将指令送给指令寄存器，再由指令译码器翻译执行该指令，完成对指令功能的操作；单片机的工作就是不断地取指令、分析指令、执行指令的循环过程。在计算机中，为了便于管理，常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段，每一阶段完成一项工作。例如，取指令、存储器读、存储器写等，这每一项工作称为一个基本操作。

单片机的周期

时钟周期

时钟周期也叫振荡周期或晶振周期，即晶振的单位时间发出的脉冲数，一般有外部的振晶产生，比如12MHZ=12×106，即每秒发出12000000个脉冲信号，那么发出一个脉冲的时间就是时钟周期，也就是1/12μs。通常也叫做系统时钟周期，是计算机中最基本的、最小的时间单位。

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在8051单片机中把一个时钟周期定义为一个节拍(用P表示)，二个节拍定义为一个状态周期(用S表示)。

机器周期

在计算机中，为了便于管理，常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段，每一阶段完成一项工作。例如，取指令、存储器读、存储器写等，这每一项工作称为一个基本操作。完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。

8. 单片机原理与应用

《单片机原理和应用》是2010年9月由电子工业出版社出版的图书，本书系统全面地介绍了80C51单片机的基本原理、硬件结构、指令系统，并从应用的角度介绍了汇编语言程序设计、单片机外部电路的扩展，以及与键盘、LED显示、LCD显示、打印机等多种硬件接口的设计方法，详细介绍了串行、并行接口的A/D、D/A转换器功能特点和典型应用，增加了单片机应用系统设计、Proteus仿真、实验和课程设计等内容。

二，本书特色

本书为江西省省级精品课程建设成果。

本书从现实教学和工程实际应用出发，对传统单片机教材内容进行了改良，力求做到与市场接轨，与现实同步。在并行总线扩展问题上，着重介绍了扩展方法和典型应用，对并行器件、并行总线扩展及8255、8155、8279等已基本淘汰的器件进行了精简或摒弃，补充了串行总线技术、串行总线器件接口应用和STC系列单片机内部新增功能部件的使用，以及C51编程规范等内容。

书中有单片机应用系统设计、Proteus仿真、实验和课程设计等章节，主教材与实验教材整合为一本书，知识量大。

9. 单片机在现实生活中的应用都有哪些

手机，电视，空调，全自动洗衣机，遥控器等。

单片机（Single-Chip Microcomputer）是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统。

定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的300M的高速单片机。

运算器

运算器由运算部件——算术逻辑单元（Arithmetic & Logical Unit，简称ALU）、累加器和寄存器等几部分组成。ALU的作用是把传来的数据进行算术或逻辑运算，输入来源为两个8位数据，分别来自累加器和数据寄存器。ALU能完成对这两个数据进行加、减、与、或、比较大小等操作，最后将结果存入累加器。