單片機(jī)必會背景知識總結(jié)

1.1 單片機(jī)的發(fā)展過程

(1)第一階段(1976一1978)

初級8位單片機(jī)
以Intel公司首先推出的MCS-48系列單片機(jī)為代表。它以體積小、功能全、價(jià)格低等特點(diǎn)，贏得了廣泛的應(yīng)用，成為單片機(jī)發(fā)展過程中的一個(gè)重要階段。

(2)第二階段(1978—1982)

高檔8位單片機(jī)，Intel公司推出了完善、典型的MCS-51單片機(jī)系列。

• MCS-51設(shè)置了經(jīng)典的8位單片機(jī)的總線結(jié)構(gòu)，包括8位數(shù)據(jù)總線、16位地址總線、控制總線及具有多機(jī)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(xiàn)工控特性的位地址空間及位操作方式。
• 指令系統(tǒng)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(jià)型89C2051/1051

(3)第三階段(1982—1990)

16位單片機(jī)，也是單片機(jī)向微控制器發(fā)展的階段。

16位單片機(jī)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(qiáng)運(yùn)算能力的8位／16位／32位通用型單片機(jī)，以及小型廉價(jià)的專用型單片機(jī)。

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

? 最具典型代表的應(yīng)屬Intel公司的MCS-51系列單片機(jī)。直到現(xiàn)在MCS-51仍不失為單片機(jī)中的主流機(jī)型。這主要由于在工業(yè)控制、智能儀表、家用電器、IC卡等諸多應(yīng)用領(lǐng)域，8位單片機(jī)系列在性能、價(jià)格兩方面都做到了較好的兼顧。

1.2 單片機(jī)的發(fā)展趨勢

多功能、高性能、低電壓、低功耗、在線調(diào)試、低價(jià)格

單片機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(MCS- 51為例)

集成度高

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單

可靠性高

處理能力強(qiáng)，速度高

集成度高
8051內(nèi)部包含4K字節(jié)ROM, 128字節(jié)RAM， 4個(gè)8位并行口，一個(gè)全雙工串行口，二個(gè)十六位定時(shí)計(jì)數(shù)器以及一個(gè)處理能力很強(qiáng)的CPU,可進(jìn)行位運(yùn)算、乘除運(yùn)算。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單
8051內(nèi)部采用模塊式結(jié)構(gòu)，增加或更換一個(gè)模塊，就能得到指令系統(tǒng)和引腳兼容的產(chǎn)品。如8052系列單片機(jī)其結(jié)構(gòu)就是增加了128字節(jié)RAM和一個(gè)十六位定時(shí)計(jì)數(shù)器。

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注意觀察52比51系列單片機(jī)的差距。

以下51單片機(jī)：

Atmel
89C系列: 1051/2051/4051/51/52/58

1051/2051區(qū)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(jī)）

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(gè)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(gè)中斷源，4級優(yōu)先級，口線20mA驅(qū)動能力(可以直接驅(qū)動LED)…

P89C系列: 51RA/RB/RC/RD

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

• 可靠性：對環(huán)境要求分為：商用級0——70度，工業(yè)級-40——85度，軍品級-50——125度。
• 處理能力強(qiáng)，速度高：
  MCS- -51單片機(jī)指令系統(tǒng)中具有加減乘除指令，具有各種邏輯運(yùn)算和轉(zhuǎn)移指令，還具有位操作功能。CPU時(shí)鐘可達(dá)12MHz,單字節(jié)乘法和除法指令僅需4us,而且具有獨(dú)特的多機(jī)通信功能，可作為多機(jī)系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)。
• 容易產(chǎn)品化：
  由于單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)具有體積小，可靠性高，功能強(qiáng)，價(jià)格低等特點(diǎn)，因此容易形成產(chǎn)品。可以把它組裝到各種產(chǎn)品中去。

1.3 單片機(jī)的應(yīng)用

單機(jī)應(yīng)用

• 民用電子產(chǎn)品：家用電器、手機(jī)、高檔電子玩具
• 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：鍵盤、打印機(jī)、CRT、硬盤驅(qū)動（都有自己的控制器）
• 智能儀表：儀表的數(shù)字化、智能化、多功能化
• 工業(yè)測控：機(jī)床、汽車（點(diǎn)火控制、防滑、變速、排氣控制）、鍋爐、自動報(bào)警
• 網(wǎng)絡(luò)和通信的智能接口：路由器，交換機(jī)
• 軍工領(lǐng)域：導(dǎo)彈控制、魚雷制導(dǎo)控制

多機(jī)應(yīng)用
功能集散系統(tǒng)：庫房溫濕度集散測控系統(tǒng)
并行多機(jī)處理系統(tǒng)：并行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、處理系統(tǒng)
局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：樓宇自動化的自動抄表系統(tǒng)

1.4 單片機(jī)的開發(fā)與開發(fā)工具

單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)的步驟

總體設(shè)計(jì)

硬件設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)

全系統(tǒng)整體測試

系統(tǒng)功能擴(kuò)展、升級、完善

單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期的長短主要決定于軟硬件設(shè)計(jì)及調(diào)試所花的時(shí)間。由于單片機(jī)系統(tǒng)是為專門用途設(shè)計(jì)的，其自身無調(diào)試能力，因此必須借助開發(fā)工具。也稱開發(fā)系統(tǒng)其基本功能是:系統(tǒng)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(yùn)行與調(diào)試:單步、斷點(diǎn)等，程序的固化。

常見的幾種單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)

專門制作的開發(fā)系統(tǒng)：微處理器生產(chǎn)廠家為專門支持自己處理器設(shè)計(jì)

（常用）普及型開發(fā)系統(tǒng)：最常用，仿真器與微機(jī)有通信，也有微機(jī)內(nèi)插入一塊仿真板

軟件模擬開發(fā)：純軟件模擬，調(diào)試軟件用

仿真器

仿真器是在單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)中常用的硬件設(shè)備之一。它的作用是在一定的開發(fā)環(huán)境下，將普通的微機(jī)仿真成一個(gè)特定的單片機(jī)。將仿真器插入目標(biāo)板中單片機(jī)的位置，開發(fā)人員便能夠在普通微機(jī)上進(jìn)行在線編程、在線運(yùn)行以及在線調(diào)試，其運(yùn)行結(jié)果與真實(shí)的單片機(jī)完全一樣。當(dāng)開發(fā)人員將程序調(diào)試正確后，再將編譯好的程序通過編程器寫入單片機(jī)中

編程器

編程器是將數(shù)據(jù)寫入相應(yīng)器件ROM中的硬件設(shè)備，-般的編程器還具有讀出、校驗(yàn)、測試等功能。在單片機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)中，編程器則是用來將已經(jīng)編譯好的單片機(jī)程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)的ROM中，使之形成一個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的單片機(jī)系統(tǒng)。

在線可編程技術(shù)(ISP)，通過串口便可以方便的對單片機(jī)進(jìn)行編程。

高級語言

常用的51系列單片機(jī)高級語言有PLM和C語言兩種
C51與ANSI C（標(biāo)準(zhǔn)C）完全樣，程序結(jié)構(gòu)上也是一樣的。與ANSI C不同的是針對單片機(jī)開發(fā)的特殊性，在單片機(jī)C語言中增加了對單片機(jī)寄存器等的定義和說明，因此在使用單片機(jī)C語言時(shí)，應(yīng)該要特別注意一 些特殊寄存器的定義。

1.5 單片機(jī)開發(fā)環(huán)境概述

Keil uVision

最為廣泛的是KEIL公司推出的集成開發(fā)環(huán)境Keil uVision。
雖然這個(gè)開發(fā)環(huán)境主要是用來開發(fā)單片機(jī)C語言程序的，但也可以開發(fā)匯編語言程序，能夠進(jìn)行程序的仿真調(diào)試。甚至，它還可以和一些硬件仿真器相連接，直接對目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，功能非常強(qiáng)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(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)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(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)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(xù)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(jié)

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(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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