單片機是什麽意思？。

單片機定義

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單片機是指壹個集成在壹塊芯片上的完整計算機系統。盡管他的大部分功能集成在壹塊小芯片上，但是它具有壹個完整計算機所需要的大部分部件：CPU、內存、內部和外部總線系統，目前大部分還會具有外存。同時集成諸如通訊接口、定時器，實時時鐘等外圍設備。而現在最強大的單片機系統甚至可以將聲音、圖像、網絡、復雜的輸入輸出系統集成在壹塊芯片上。

單片機也被稱為微控制器（Microcontroler），是因為它最早被用在工業控制領域。單片機由芯片內僅有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集成在壹個芯片中，使計算機系統更小，更容易集成進復雜的而對提及要求嚴格的控制設備當中。INTEL的Z80是最早按照這種思想設計出的處理器，從此以後，單片機和專用處理器的發展便分道揚鑣。

早期的單片機都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因為簡單可靠而性能不錯獲得了很大的好評。此後在8031上發展出了MCS51系列單片機系統。基於這壹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的提高。隨著INTEL i960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。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。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。

單片機比專用處理器最適合應用於嵌入式系統，因此它得到了最多的應用。事實上單片機是世界上數量最多的計算機。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、掌上電腦以及鼠標等電腦配件中都配有1-2部單片機。而個人電腦中也會有為數不少的單片機在工作。汽車上壹般配備40多部單片機，復雜的工業控制系統上甚至可能有數百臺單片機在同時工作！單片機的數量不僅遠超過PC機和其他計算的綜合，甚至比人類的數量還要多。

單片機介紹

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單片機又稱單片微控制器,它不是完成某壹個邏輯功能的芯片,而是把壹個計算機系統集成到壹個芯片上。概括的講：壹塊芯片就成了壹臺計算機。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。

單片機內部也用和電腦功能類似的模塊，比如CPU，內存，並行總線，還有和硬盤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，壹般不超過10元即可......用它來做壹些控制電器壹類不是很復雜的工作足矣了。我們現在用的全自動滾筒洗衣機、排煙罩、VCD等等的家電裏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。

它是壹種在線式實時控制計算機，在線式就是現場控制，需要的是有較強的抗幹擾能力，較低的成本，這也是和離線式計算機的（比如家用PC）的主要區別。

單片機是靠程序的，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壹些功能，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。壹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系列這些純硬件來搞定的話，電路壹定是壹塊大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妳編寫的程序可以實現高智能，高效率，以及高可靠性！

由於單片機對成本是敏感的，所以目前占統治地位的軟件還是最低級匯編語言，它是除了二進制機器碼以上最低級的語言了，既然這麽低級為什麽還要用呢？很多高級的語言已經達到了可視化編程的水平為什麽不用呢？原因很簡單，就是單片機沒有家用計算機那樣的CPU，也沒有像硬盤那樣的海量存儲設備。壹個可視化高級語言編寫的小程序裏面即使只有壹個按鈕，也會達到幾十K的尺寸！對於家用PC的硬盤來講沒什麽，可是對於單片機來講是不能接受的。單片機在硬件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。壹樣的道理，如果把巨型計算機上的操作系統和應用軟件拿到家用PC上來運行，家用PC的也是承受不了的。

可以說，二十世紀跨越了三個“電”的時代，即電氣時代、電子時代和現已進入的電腦時代。不過，這種電腦，通常是指個人計算機，簡稱PC機。它由主機、鍵盤、顯示器等組成。還有壹類計算機，大多數人卻不怎麽熟悉。這種計算機就是把智能賦予各種機械的單片機（亦稱微控制器）。顧名思義，這種計算機的最小系統只用了壹片集成電路，即可進行簡單運算和控制。因為它體積小，通常都藏在被控機械的“肚子”裏。它在整個裝置中，起著有如人類頭腦的作用，它出了毛病，整個裝置就癱瘓了。現在，這種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。各種產品壹旦用上了單片機，就能起到使產品升級換代的功效，常在產品名稱前冠以形容詞——“智能型”，如智能型洗衣機等。現在有些工廠的技術人員或其它業余電子開發者搞出來的某些產品，不是電路太復雜，就是功能太簡單且極易被仿制。究其原因，可能就卡在產品未使用單片機或其它可編程邏輯器件上。

單片機歷史

單片機誕生於20世紀70年代末，經歷了SCM、MCU、SoC三大階段。

1.SCM即單片微型計算機（Single Chip Microcomputer）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。

2.MCU即微控制器（Micro Controller Unit）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接口電路，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。從這壹角度來看，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。

Philips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。

3.單片機是嵌入式系統的獨立發展之路，向MCU階段發展的重要因素，就是尋求應用系統在芯片上的最大化解決；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。

單片機的應用領域

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目前單片機滲透到我們生活的各個領域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。導彈的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網絡通訊與數據傳輸，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，錄象機、攝象機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。更不用說自動控制領域的機器人、智能儀表、醫療器械了。因此，單片機的學習、開發與應用將造就壹批計算機應用與智能化控制的科學家、工程師。

單片機廣泛應用於儀器儀表、家用電器、醫用設備、航空航天、專用設備的智能化管理及過程控制等領域，大致可分如下幾個範疇：

1.在智能儀器儀表上的應用

單片機具有體積小、功耗低、控制功能強、擴展靈活、微型化和使用方便等優點，廣泛應用於儀器儀表中，結合不同類型的傳感器，可實現諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。采用單片機控制使得儀器儀表數字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數字電路更加強大。例如精密的測量設備（功率計，示波器，各種分析儀）。

2.在工業控制中的應用

用單片機可以構成形式多樣的控制系統、數據采集系統。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報警系統，與計算機聯網構成二級控制系統等。

3.在家用電器中的應用

可以這樣說，現在的家用電器基本上都采用了單片機控制，從電飯褒、洗衣機、電冰箱、空調機、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設備，五花八門，無所不在。

4.在計算機網絡和通信領域中的應用

現代的單片機普遍具備通信接口，可以很方便地與計算機進行數據通信，為在計算機網絡和通信設備間的應用提供了極好的物質條件，現在的通信設備基本上都實現了單片機智能控制，從手機，電話機、小型程控交換機、樓宇自動通信呼叫系統、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動電話，集群移動通信，無線電對講機等。

5.單片機在醫用設備領域中的應用

單片機在醫用設備中的用途亦相當廣泛，例如醫用呼吸機，各種分析儀，監護儀，超聲診斷設備及病床呼叫系統等等。

此外，單片機在工商，金融，科研、教育，國防航空航天等領域都有著十分廣泛的用途。

學習應中六大重要部分

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單片機學習應中的六大重要部分

壹、總線：我們知道，壹個電路總是由元器件通過電線連接而成的，在模擬電路中，連線並不成為壹個問題，因為各器件間壹般是串行關系，各器件之間的連線並不很多，但計算機電路卻不壹樣，它是以微處理器為核心，各器件都要與微處理器相連，各器件之間的工作必須相互協調，所以就需要的連線就很多了，如果仍如同模擬電路壹樣，在各微處理器和各器件間單獨連線，則線的數量將多得驚人，所以在微處理機中引入了總線的概念，各個器件***同享用連線，所有器件的8根數據線全部接到8根公用的線上，即相當於各個器件並聯起來，但僅這樣還不行，如果有兩個器件同時送出數據，壹個為0，壹個為1，那麽，接收方接收到的究竟是什麽呢？這種情況是不允許的，所以要通過控制線進行控制，使器件分時工作，任何時候只能有壹個器件發送數據（可以有多個器件同時接收）。器件的數據線也就被稱為數據總線，器件所有的控制線被稱為控制總線。在單片機內部或者外部存儲器及其它器件中有存儲單元，這些存儲單元要被分配地址，才能使用，分配地址當然也是以電信號的形式給出的，由於存儲單元比較多，所以，用於地址分配的線也較多，這些線被稱為地址總線。

二、數據、地址、指令：之所以將這三者放在壹起，是因為這三者的本質都是壹樣的——數字，或者說都是壹串‘0’和‘1’組成的序列。換言之，地址、指令也都是數據。指令：由單片機芯片的設計者規定的壹種數字，它與我們常用的指令助記符有著嚴格的壹壹對應關系，不可以由單片機的開發者更改。地址：是尋找單片機內部、外部的存儲單元、輸入輸出口的依據，內部單元的地址值已由芯片設計者規定好，不可更改，外部的單元可以由單片機開發者自行決定，但有壹些地址單元是壹定要有的（詳見程序的執行過程）。數據：這是由微處理機處理的對象，在各種不同的應用電路中各不相同，壹般而言，被處理的數據可能有這麽幾種情況：

1?地址（如MOV DPTR，#1000H），即地址1000H送入DPTR。

2?方式字或控制字（如MOV TMOD，#3），3即是控制字。

3?常數（如MOV TH0，#10H）10H即定時常數。

4?實際輸出值（如P1口接彩燈，要燈全亮，則執行指令：MOV P1，#0FFH，要燈全暗，則執行指令：MOV P1，#00H）這裏0FFH和00H都是實際輸出值。又如用於LED的字形碼，也是實際輸出的值。

理解了地址、指令的本質，就不難理解程序運行過程中為什麽會跑飛，會把數據當成指令來執行了。

三、P0口、P2口和P3的第二功能用法：初學時往往對P0口、P2口和P3口的第二功能用法迷惑不解，認為第二功能和原功能之間要有壹個切換的過程，或者說要有壹條指令，事實上，各端口的第二功能完全是自動的，不需要用指令來轉換。如P3.6、P3.7分別是WR、RD信號，當微片理機外接RAM或有外部I/O口時，它們被用作第二功能，不能作為通用I/O口使用，只要壹微處理機壹執行到MOVX指令，就會有相應的信號從P3.6或P3.7送出，不需要事先用指令說明。事實上‘不能作為通用I/O口使用’也並不是‘不能’而是（使用者）‘不會’將其作為通用I/O口使用。妳完全可以在指令中按排壹條SETB P3.7的指令，並且當單片機執行到這條指令時，也會使P3.7變為高電平，但使用者不會這麽去做，因為這通常這會導致系統的崩潰。

四、程序的執行過程：單片機在通電復位後8051內的程序計數器（PC）中的值為‘0000’，所以程序總是從‘0000’單元開始執行，也就是說：在系統的ROM中壹定要存在‘0000’這個單元，並且在‘0000’單元中存放的壹定是壹條指令。

五、堆棧：堆棧是壹個區域，是用來存放數據的，這個區域本身沒有任何特殊之處，就是內部RAM的壹部份，特殊的是它存放和取用數據的方式，即所謂的‘先進後出，後進先出’，並且堆棧有特殊的數據傳輸指令，即‘PUSH’和‘POP’，有壹個特殊的專為其服務的單元，即堆棧指針SP，每當執壹次PUSH指令時，SP就（在原來值的基礎上）自動加1，每當執行壹次POP指令，SP就（在原來值的基礎上）自動減1。由於SP中的值可以用指令加以改變，所以只要在程序開始階段更改了SP的值，就可以把堆棧設置在規定的內存單元中，如在程序開始時，用壹條MOV SP，#5FH指令，就時把堆棧設置在從內存單元60H開始的單元中。壹般程序的開頭總有這麽壹條設置堆棧指針的指令，因為開機時，SP的初始值為07H，這樣就使堆棧從08H單元開始往後，而08H到1FH這個區域正是8031的第二、三、四工作寄存器區，經常要被使用，這會造成數據的渾亂。不同作者編寫程序時，初始化堆棧指令也不完全相同，這是作者的習慣問題。當設置好堆棧區後，並不意味著該區域成為壹種專用內存，它還是可以象普通內存區域壹樣使用，只是壹般情況下編程者不會把它當成普通內存用了。

六、單片機的開發過程：這裏所說的開發過程並不是壹般書中所說的從任務分析開始，我們假設已設計並制作好硬件，下面就是編寫軟件的工作。在編寫軟件之前，首先要確定壹些常數、地址，事實上這些常數、地址在設計階段已被直接或間接地確定下來了。如當某器件的連線設計好後，其地址也就被確定了，當器件的功能被確定下來後，其控制字也就被確定了。然後用文本編輯器（如EDIT、CCED等）編寫軟件，編寫好後，用編譯器對源程序文件編譯，查錯，直到沒有語法錯誤，除了極簡單的程序外，壹般應用仿真機對軟件進行調試，直到程序運行正確為止。運行正確後，就可以寫片（將程序固化在EPROM中）。在源程序被編譯後，生成了擴展名為HEX的目標文件，壹般編程器能夠識別這種格式的文件，只要將此文件調入即可寫片。在此，為使大家對整個過程有個認識，舉壹例說明：

ORG 0000H

LJMP START

ORG 040H

START：

MOV SP，#5FH ;設堆棧

LOOP：

NOP

LJMP LOOP ；循環

END ；結束

單片機學習

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目前，很多人對匯編語言並不認可。可以說，掌握用C語言單片機編程很重要，可以大大提高開發的效率。不過初學者可以不了解單片機的匯編語言，但壹定要了解單片機具體性能和特點，不然在單片機領域是比較致命的。如果不考慮單片機硬件資源，在KEIL中用C胡亂編程，結果只能是出了問題無法解決！可以肯定的說，最好的C語言單片機工程師都是從匯編走出來的編程者因為單片機的C語言雖然是高級語言，但是它不同於臺式機個人電腦上的VC++什麽的單片機的硬件資源不是非常強大，不同於我們用VC、VB等高級語言在臺式PC上寫程序畢竟臺式電腦的硬件非常強大，所以才可以不考慮硬件資源的問題。

以8051單片機為例講解單片機的引腳及相關功能;

《單片機引腳圖》

40個引腳按引腳功能大致可分為4個種類：電源、時鐘、控制和I/O引腳。

⒈ 電源:

⑴ VCC - 芯片電源，接+5V；

⑵ VSS - 接地端；

註：用萬用表測試單片機引腳電流壹般為0v或者5v，這是標準的TTL電平，但有時候在單片機程序正在工作時候測試結果並不是這個值而是介於0v-5v之間，其實這之是萬用表反映沒這麽快而已，在某壹個瞬間單片機引腳電流還是保持在0v或者5v的。

⒉ 時鐘:XTAL1、XTAL2 - 晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。

⒊ 控制線:控制線***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的芯片，在EPROM編程期間，此引腳輸入編程脈沖。