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单片机学习之一:单片机概述

之前,我们先把一些相关的简单概念给大家作一个入门性的介绍帮助同学们建立一个初步的概念。

单片机(MCU-Micro Controller Unit),它是把组成微型计算机的各个功能部件:中央处理器(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM或者EPROM)、I/O接口电路、定时器和计数器以及串行通讯接口等部件制作在一块集成的芯片中,构成一个完整的微型计算机。

存储器可以分为两类,ROM和RAM。RAM可以被CPU随机读写,断电后存储的内容消失;ROM中的数据只能被读取,一般用于存放固定的程序。

I/O接口是单片机的重要组成部分,常用的输入设备有按键、键盘、A/D等;输出设备有LED,LCD,数码管等等。

单片机就是一种集成电路,能够进行数学和逻辑运算,根据不同的使用对象,来完成不同的任务。比如可以控制指示灯的亮灭、电机的启动停止等。同样的硬件结构,通过软件的不同,可以完成各种不同的功能,完成不同的控制任务。

单片机是由大名鼎鼎的Intel公司发明的,最初的系列是MCS-48,后来有了更加完善的MCS-51,也就是经常说的51系列单片机,它是一种8位的单片机,这个系列的单片机包括了多个种类,如8031,8051,8751,8032,8052,8752等。其中8051是最典型的产品,该系列的其他产品都是在8051的基础上,进行功能的增减而来的。所以人们习惯使用8051来称呼MCS-51系列单片机,后来Intel公司把它的核心技术转让给了世界上很多的小公司,所以世界上就有了许多公司生产51系列兼容单片机,比如飞利浦的87LPC系列、华邦的W78系列、达拉斯的DS87系列、现代的GSM97系列等等。

现在我国比较流行的是美国ATMEL公司的89CX、89SX系列和STC89C5X系列。但是在我们书本教材上面多数讲的都是8031、8051等型号的单片机,它们之间有什么不同呢?其实它们都是同一个系列,即MCS-51系列,只是上述的几个单片机系列更加新型一些,使用起来更加方便一些,而8031、8051等型号的单片机已经属于淘汰产品,在市场上面很少见到了。

单片机的用途十分广泛,在工业控制领域、家电产品、智能化仪表、计算机外部设备,特别是机电一体化产品中,都有重要的用途。它主要的用途可以分为以下几个方面:

在这里需要说明的是,解决上述应用单片机并不是唯一的选择。目前在自动控制中,一般有3种选择,嵌入式(ARM)系统、DSP和单片机。其中,单片机的处理速度最慢,信息处理量最小。但是由于单片机价格低廉,另外它的体积比较小,控制较为简单,一般为40脚的封装,所以现在应用的仍然非常广泛。

另外,在实际工作中,不是所有的需要控制的场合都需要微处理器具有很高的性能,例如控制冰箱温度的系统,用一片51即可轻松实现。所以尽管51系列的单片机已经面世10多年,但是仍然有着非常广泛的应用范围。