單片機必會背景知識總結

1.1 單片機的發展過程

(1)第一階段(1976一1978)

初級8位單片機
以Intel公司首先推出的MCS-48系列單片機為代表。它以體積小、功能全、價格低等特點，贏得了廣泛的應用，成為單片機發展過程中的一個重要階段。

(2)第二階段(1978—1982)

高檔8位單片機，Intel公司推出了完善、典型的MCS-51單片機系列。

• MCS-51設置了經典的8位單片機的總線結構，包括8位數據總線、16位地址總線、控制總線及具有多機通信功能的串行通信接口。
• CPU外圍功能單元的集中管理模式。
• 體現工控特性的位地址空間及位操作方式。
• 指令系統趨于豐富和完善，增加了許多突出控制功能的指令。例如：位控，乘除等等。

Intel MCS-51系列：

• 51子系列：8031/8051/8751
• 52子系列：8032/8052/8752
• 低功耗型80C31高性能型80C252
• 廉價型89C2051/1051

(3)第三階段(1982—1990)

16位單片機，也是單片機向微控制器發展的階段。

16位單片機Intel MCS-96 系列8098/8096、80C198/80C196

(4)第四階段(1990之后)

高速、大尋址范圍、強運算能力的8位／16位／32位通用型單片機，以及小型廉價的專用型單片機。

• 16位單片機凌陽系列
• 32位單片機ARM7 、ARM9、ARM10、80960、…….

? 最具典型代表的應屬Intel公司的MCS-51系列單片機。直到現在MCS-51仍不失為單片機中的主流機型。這主要由于在工業控制、智能儀表、家用電器、IC卡等諸多應用領域，8位單片機系列在性能、價格兩方面都做到了較好的兼顧。

1.2 單片機的發展趨勢

多功能、高性能、低電壓、低功耗、在線調試、低價格

單片機的結構特點(MCS- 51為例)

集成度高

系統結構簡單

可靠性高

處理能力強，速度高

集成度高
8051內部包含4K字節ROM, 128字節RAM， 4個8位并行口，一個全雙工串行口，二個十六位定時計數器以及一個處理能力很強的CPU,可進行位運算、乘除運算。

系統結構簡單
8051內部采用模塊式結構，增加或更換一個模塊，就能得到指令系統和引腳兼容的產品。如8052系列單片機其結構就是增加了128字節RAM和一個十六位定時計數器。

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注意觀察52比51系列單片機的差距。

以下51單片機：

Atmel
89C系列: 1051/2051/4051/51/52/58

1051/2051區別：1051不帶串行口，2051帶串行口。

89C系列:少管腳封裝，Flash Memory增大，中斷增多…

mp3編解碼器89C5ISDNI（特殊需要單片機）

Philips

P87LPC系列:760/761/762/764/769…

P89C系列: 51RA/RB/RC/RD…

P87LPC系列: OTP型（只能燒一次程序）， 20腳，2個精確模擬比較器，外加RC組成4路8位ADC, PWM, $I^2$C+URAT串 口，10個中斷源，4級優先級，口線20mA驅動能力(可以直接驅動LED)…

P89C系列: 51RA/RB/RC/RD

分別含8K——64K 字節ROM, 512——1K 字節RAM, ISP/ IAP （可以直接改程序）, 20MHz/1Ty-6Tc, 7中斷源，4優先級…

Winbond：W77系列，W78系列，
LG：GMS90系列，GMS97系列 (OTP)
Si emens：80C系列: 31/51/21/512/515/517/537;SAB系列: C501/502/503;
AMD：80C系列: 31/51/53/321/535/52T2;87系列: 8751/8753/87C51
STC系列，國產品牌…

• 可靠性：對環境要求分為：商用級0——70度，工業級-40——85度，軍品級-50——125度。
• 處理能力強，速度高：
  MCS- -51單片機指令系統中具有加減乘除指令，具有各種邏輯運算和轉移指令，還具有位操作功能。CPU時鐘可達12MHz,單字節乘法和除法指令僅需4us,而且具有獨特的多機通信功能，可作為多機系統中的一個子系統。
• 容易產品化：
  由于單片機應用系統具有體積小，可靠性高，功能強，價格低等特點，因此容易形成產品。可以把它組裝到各種產品中去。

1.3 單片機的應用

單機應用

• 民用電子產品：家用電器、手機、高檔電子玩具
• 計算機系統：鍵盤、打印機、CRT、硬盤驅動（都有自己的控制器）
• 智能儀表：儀表的數字化、智能化、多功能化
• 工業測控：機床、汽車（點火控制、防滑、變速、排氣控制）、鍋爐、自動報警
• 網絡和通信的智能接口：路由器，交換機
• 軍工領域：導彈控制、魚雷制導控制

多機應用
功能集散系統：庫房溫濕度集散測控系統
并行多機處理系統：并行數據采集系統、處理系統
局域網絡系統：樓宇自動化的自動抄表系統

1.4 單片機的開發與開發工具

單片機應用系統的開發設計的步驟

總體設計

硬件設計

軟件設計

全系統整體測試

系統功能擴展、升級、完善

單片機系統設計周期的長短主要決定于軟硬件設計及調試所花的時間。由于單片機系統是為專門用途設計的，其自身無調試能力，因此必須借助開發工具。也稱開發系統其基本功能是:系統硬件電路的診斷與檢查，用戶程序的輸入、修改、匯編、編譯，用戶程序的運行與調試:單步、斷點等，程序的固化。

常見的幾種單片機開發系統

專門制作的開發系統：微處理器生產廠家為專門支持自己處理器設計

（常用）普及型開發系統：最常用，仿真器與微機有通信，也有微機內插入一塊仿真板

軟件模擬開發：純軟件模擬，調試軟件用

仿真器

仿真器是在單片機應用開發中常用的硬件設備之一。它的作用是在一定的開發環境下，將普通的微機仿真成一個特定的單片機。將仿真器插入目標板中單片機的位置，開發人員便能夠在普通微機上進行在線編程、在線運行以及在線調試，其運行結果與真實的單片機完全一樣。當開發人員將程序調試正確后，再將編譯好的程序通過編程器寫入單片機中

編程器

編程器是將數據寫入相應器件ROM中的硬件設備，-般的編程器還具有讀出、校驗、測試等功能。在單片機系統的開發中，編程器則是用來將已經編譯好的單片機程序寫入單片機的ROM中，使之形成一個獨立運行的單片機系統。

在線可編程技術(ISP)，通過串口便可以方便的對單片機進行編程。

高級語言

常用的51系列單片機高級語言有PLM和C語言兩種
C51與ANSI C（標準C）完全樣，程序結構上也是一樣的。與ANSI C不同的是針對單片機開發的特殊性，在單片機C語言中增加了對單片機寄存器等的定義和說明，因此在使用單片機C語言時，應該要特別注意一 些特殊寄存器的定義。

1.5 單片機開發環境概述

Keil uVision

最為廣泛的是KEIL公司推出的集成開發環境Keil uVision。
雖然這個開發環境主要是用來開發單片機C語言程序的，但也可以開發匯編語言程序，能夠進行程序的仿真調試。甚至，它還可以和一些硬件仿真器相連接，直接對目標板進行調試，功能非常強大。

EDA工具軟件

Proteus軟件是英國Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。

Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調試到單片機與外圍電路協同仿真，一鍵切換到PCB設計，真正實現了從概念到產品的完整設計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、 AVR、ARM、8086和MSP430等，又增加Cortex和DSP系列處理器，并持續增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的从零开始入门单片机（一）：必会背景知识总结的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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