1.什么是单片机
对于单片机,可以简单地概括为:一块芯片、一台计算机、作控制用。 因为单片机是由一块芯片组成的计算机系统,故称单片微型计算机( Single Chip Computer),简称单片机,由于单片机是为了实现实时控制而设计的,因而被称为微控制器(MICrocoroller)或嵌入式控制器(Embedded Controller)。
2.单片机因控制而生
一块单片机就是一台计算机,这样小巧的身材使得单片机可以隐身在各种产品的内部,完成通用微型计算机和大中型计算机所无法完成的对产品实施控制的工作,基于这种想法,单片机问世了。
单片机除了将微型计算机最基本的组成部分,也就是三大件加总线,即中央处理器CPU(包括运算器、控制器和寄存器)、存储器(包括程序存储器和数据存储器)、输入/输出接口(即I/O口,包括并行I/O口和串行I/O口),以及地址总线、数据总线、控制总线全部集成在一块半导体芯片上外,为了增强实时控制功能,还将定时计数器、A/D转换器等功能部件集成在其内,只要配合适当的外部设备,就可以构成能满足不同应用领域需要的实用系统了。
早期的单片机。由于集成电路工艺等方面的原因,内部甚至无法集成较大容量的存储器,更不要说众多的接口电路了。因而,那时的单片机应用,是先将一块单片机和若干块外围扩展芯片,如程序存储器芯片、数据存储器芯片、I/O口扩展芯片、A/D转换器等等,组成一台单片单板机,再用这台单片单板机对控制对象实施控制。尽管如此,相比于通用微型计算机,它已经相当“娇小”了,人们争相将其用于自己的产品中,在极大地扩展了产品功能和提高了产品性能价格比的同时,拓宽了单片机的应用领域,推动着单片机以大多数人所始料未及的速度不断地向前发展。
3.单片机为控制而长
单片机应用领域的扩展,对单片机内部资源的配备、单片机运行的速度、单片机工作的可靠性,以及单片机系统的功耗等,提出了更高的要求;集成电路工艺的发展,为单片机不断提升自身性能和降低成本,提供了可靠的保障。
如今的单片机,一扫70年代问世时的通用单片机形单影只的模样。环顾单片机的百花园,满足各种类型应用需求的单片机应有尽有:组成测量和控制系统所需的众多的接口电路,如ADC、DAC、可由用户配置的高速I/O口、定时计数器、电压比较器、EEPROM存储器、PWM、DMA等,各类串行通信总线,如UART、I2C总线、SPI、Microwire、以及保证程序可靠运行的看门狗定时器WDT等等,都集成到了芯片内部,人们可以为不同的控制对象,选择最适合的单片机,实现真正意义上的单片控制;专用型单片机的大力发展,使得单片机内部的资源得到充分的利用,降低了系统的成本,提高了系统的可靠性;众多半导体生产厂商和大电气公司的加盟,更使得单片机在成本、性能、体系结构、开发手段和产品供应等方面得到极大的提高,保证了单片机应用产品的性能的提升和单片机应用领域的进一步扩展。
4.80C51百花园中的奇葩
在单片机这个百花园中,80C51系列无疑是最娇艳的一簇。 它奇,在于MCS-51系列单片机奠定了8位单片机的基础,形成了单片机的经典的体系结构,而8位单片机至今仍然是单片机应用的主流;它奇,在于MCS-51系列单片机是最早进入我国,并得到广泛的应用,目前许多学校的单片机课程都是以80C51为基础的;它奇,在于国内与它相关的教材和开发工具,应用实例比比皆是;它奇,在于众多半导体厂商和电气公司纷纷以Intel公司的80C51单片机为基核,推出了许多与80C51单片机兼容的CHMOS单片机,这些特点各异、性能突出的单片机之间具有良好的兼容性,形成了被统称为80C51系列的单片机群。不仅为熟悉MCS-51系列单片机的用户提供了最广泛的选择,也为熟悉MCS-51系列单片机的用户今后涉足其他系列的单片机打下了坚实的基础;它奇,还在于它不断推出的各种产品无不代表着单片机技术的最新发展趋势,而且涵盖了从满足最简单的应用要求到高速、复杂应用要求的单片机,预示着它极强的生命力。
在80C51系列的单片机中,除了Intel公司生产的80C51外,Atmel公司的89C2051/89C51/89S51、Philips公司 的89C51/P87LPC7 ××/P89L-PC900系列、Sygnal公司的C8051F×××系列……,都是倍受青睐并得到广泛应用的产品。
正是基于以上原因,本次讲座选择80S51系列单片机作为入门学习的机型。
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