淺談對單片機的認識

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1、淺談對單片機的認識摘要：自從1975年美國德克薩斯儀器公司（TexasInstruments）的第一個單片微型計算機（簡稱單片機）TMS-1000問世以來，單片機技術(shù)已成為計算機技術(shù)的一個獨特分支，其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，特別是在工業(yè)控制和儀器儀表智能化中扮演著極其重要的角色。關(guān)鍵詞：單片機特點分類工作原理應(yīng)用領(lǐng)域單片機的發(fā)展史單片機的開發(fā)和應(yīng)用是從4位機開始的，因其內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單，從而最早問世。自1975年以來，幾乎所有的4位微型計算機全是單片機結(jié)構(gòu)；1976年9月美國英特爾公司首次推出了MCS-48系列8

2、位單片機，這是一個完全的8位單片機。隨后兩年3870（F8)系列和6801系列的8位機被推出，此后，各種8位單片機也紛紛應(yīng)運而生；1983年以后集成電路的集成度可達十幾萬個管/片，16位單片機逐漸問世；隨著調(diào)制解調(diào)器、GPS、路由器、機頂盒、工作站、激光打印機等中高端應(yīng)用需求的增長，32位單片機應(yīng)運而生。單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和特點單片機把微型計算機的基本功能部件全部集成在一塊半導(dǎo)體芯片上，是的一塊集成電路芯片就是一部微型計算機，這種集成電路芯片被稱為半片微型計算機（SingleChipMicrocompute

3、r），簡稱單片機。單片機除了具備一般微型計算機的功能，為了增強實時控制能力，絕大部分單片機的芯片上還集成有定時器/計數(shù)器，某些單片機還帶有A/D轉(zhuǎn)換器等功能部件。單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)1、中央處理器（CPU），包括ALU、控制器和寄存器組；2、存儲器，包括ROM和RAM；3、輸入/輸出(I/O)接口，與外部輸入/輸出設(shè)備連接。單片機的特點所謂單片機就是一塊芯片上集成了CPU、ROM、RAM、定時/計數(shù)器和多種I/O接口電路等達到一定規(guī)模的微型計算機。單片機與微型計算機比較，在硬件結(jié)構(gòu)、指令設(shè)置上均有獨到之處，其

4、主要特點如下。1、在存儲器組織上采用哈佛（Harvard）結(jié)構(gòu)。即數(shù)據(jù)存儲空間與程序存儲空間相互分離開來。而不太采用目前計算機常用的馮·諾依曼結(jié)構(gòu)，即數(shù)據(jù)與程序合用一個存儲空間。采用Harvard結(jié)構(gòu)主要是考慮到單片機主要面向控制，程序存儲器ROM和數(shù)據(jù)存儲器RAM嚴(yán)格分工。通常需要較大容量的ROM，ROM只存放已調(diào)試好的控制程序、常數(shù)及數(shù)據(jù)表格。還需要一定容量的RAM，用于存放少量的隨機數(shù)據(jù)、變量及用做工作區(qū)。這樣小容量的數(shù)據(jù)存儲器能以高速RAM的形式形成集成在單片機內(nèi)，加快程序運行速度。RAM并不是當(dāng)

5、做高速數(shù)據(jù)緩沖存儲器（Cache）用。2、采用面向控制的指令系統(tǒng)。為滿足控制的需要，單片機的邏輯控制能力要優(yōu)于同等級的CPU，特別是單片機具有很強的位處理能力。單片機的運行速度也較高。3、單片機的I/O引腳通常是多功能的。由于單片機上的引腳數(shù)有限，為了解決實際引腳數(shù)和需要的信號線數(shù)的矛盾，采用了引腳功能復(fù)用的方法，引腳處于何種功能，可有指令來設(shè)置或由機器狀態(tài)來區(qū)分。4、系列齊全，功能擴展性強。單片機有內(nèi)部淹膜ROM、內(nèi)部EPROM和外接ROM等形式，并可方便地擴展外部的ROM、RAM及I/O接口，與許多通

6、用的微機接口芯片兼容，給應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計和生產(chǎn)帶來了極大的方便。5、單片機的功能是通用的。單片機雖然主要作控制器，但是功能上還是通用的，可以像一般微處理器那樣廣泛地應(yīng)用在各個方面。單片機的分類單片機的分類目前尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。通常根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域、總線類型來分。1、工控型／家電型。工控型的單片機主要是面向測控，要求尋址范圍大，運算能力強。家電型的單片機要求體積小、價格低，外圍器件少，使用方便。2、總線型／非總線型?？偩€型單片機是指單片機設(shè)有并行總線，用以擴展并行外圍器件。非總線型單片機是指單片機通過串行口與外圍器件

7、連接，或直接把外圍器件、外設(shè)接口集成在片內(nèi)。3、通用型／專用型。通用型單片機，它的應(yīng)用范圍寬，如Intel公司的MCS—5l系列產(chǎn)品8031、80C51等通過不同的外圍擴展就可以用在不同的設(shè)備中。專用型單片機是專門為某一產(chǎn)品設(shè)計生產(chǎn)的如電子體溫計、計費電度表等。單片機的工作原理單片機自動完成賦予它的任務(wù)的過程，也就是單片機執(zhí)行程序的過程，即一條條執(zhí)行的指令的過程，所謂指令就是把要求單片機執(zhí)行的各種操作用的命令的形式寫下來，這是在設(shè)計人員賦予它的指令系統(tǒng)所決定的，一條指令對應(yīng)著一種基本操作；單片機所能執(zhí)行的

8、全部指令，就是該單片機的指令系統(tǒng)，不同種類的單片機，其指令系統(tǒng)亦不同。為使單片機能自動完成某一特定任務(wù)，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(zhí)行的指令），這一系列指令的集合就成為程序，程序需要預(yù)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，單元里的指令取出并執(zhí)行就像大樓房的每個房間的被分配到了唯一一個房間號