【正文】 量大，因此價格十分便宜，通常在幾元到幾十元人民幣。通常，稱單片機內部除 CPU 外的功能單元為片內外設，也稱為內部資源。在普通計算機上，這些功能是由主板上的若干芯片實現的；對于單片機，這些對應的功能單元集成在其內部。 （ 3）、輸入 /輸出接口。 （ 2）、存儲器。 單片機的組成通常和普通計算機一樣，通常具有以下幾個部分： （ 1）、 CPU。我們現在用的全自動滾筒洗衣機、排煙罩、 VCD等等的家電里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。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。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。 單片機又稱 單片微控制器 ,它 不是完成某一個邏輯功能的芯片 ,而是把一個計算機系統(tǒng)集成 到一個芯片上。而 個人電腦 中也會有為數不少的單片機在工作。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。 單片機比專用處理器更適合應用于 嵌入式系統(tǒng) ，因此它得到了最多的應用。當代單片機系統(tǒng)已經不再只在裸機環(huán)境下開發(fā)和使用，大量專用的 嵌入式操作系統(tǒng) 被廣泛應用在全系列的單片機上。而傳統(tǒng)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。 90 年代后隨著 消費電子產品 大發(fā)展，單片機技術得到了巨大提高?；谶@一系統(tǒng)的單片機系統(tǒng)直到現在還在廣泛使用。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。但是，單片機具有體積小、價格便宜和技術成熟等優(yōu)點，是各種電子產品的重要組成部分，在國民經濟的各個領域發(fā)揮著重要作用。 第一章 單片機概述 單片機是單片微型計算機的簡稱，有時稱為微控制器，是將計算機的主要功能單元集成在一個芯片中而構成的器件。 1 摘要 單片機已在各行業(yè)得到廣泛應用，為適應更多的應用領域，廠家采取了在一塊單片機芯片上集成多種功能部件和大容量存儲器的方法。因而，整個應用系統(tǒng)不需要擴展，而體積變小、可靠性增高，使單片機成為真正意義上的單片機系統(tǒng)。由于單片機在一個芯片上集成諸多功能，因此就單項功能而言，通常都沒有普通計算機強大，如計算機速度不夠快、字長較短、外部可擴展接口的數量少且規(guī)模小等。 早期的單片機都是 8 位或 4 位的。此后在 8031 上發(fā)展出了 MCS51 系列單片機系統(tǒng)。隨著工業(yè)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并未得到很廣泛的應用。隨著INTEL i960 系列特別是后來的 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，并且進入主流市場。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 [1]的型號也只有 10 美元。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(tǒng) 。事實上單片機是世界上數量最多的計算機。手機、電話、 計算器 、家用電器、電子玩具、 2 掌上電腦 以及鼠標等電腦配件中都配有 12 部單片機。 汽車 上一般配備 40 多部單片機，復雜的工業(yè)控制系統(tǒng)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 機和其他計算的總和，甚至比人類的數量還要多。相當于一個微型的計算機，和計算機相比，單片機只缺少了 I/O 設備。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發(fā)提供了便利條件。 單片機內部也用和電腦功能類似的模塊，比如 CPU，內存，并行總線，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，一般不超過 10 元即可 ......用它來做一些控制電器一類不是很復雜的工作足矣了。 它是一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干擾能力，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(qū)別。 CPU 是中央處理器的簡稱，有時也稱為“核”，它是進行運算和控制的重要單元，其性能決定單片機的主要性能。單片機的存儲器通常由 ROM 和 RAM 組成， ROM 常用于存 3 放單片機的程序，而 RAM 用于存放數據。計算機的輸入 /輸出接口用于連接外圍設備，例如鍵盤、顯示器、打印機、 A/D 或 D/A 轉換器等，實現與外圍設備的數據交換。 隨著技術的發(fā)展，單片機的功能日益增多，有些單片機除了上述功能以外，還集成有其他部件，如各種異步和同步串行接口、 CAN 通信控制器等。 單片機具有以下主要特點： （ 1）、價格便宜。 （ 2）、體積小。當然，功能強大的單片機引腳也相應較多，例如有 5 68，甚至更多引腳的單片機，但在采用表面貼片封裝后，其體積并不大。相對于大型計算機和 PC 機，單片機的技術難度小，復雜度低，因此其技術相當成熟。在現代社會，電子產品在日常生活中不可或缺，而電子產品往往離不開單片機，可見單片機的應用之廣。當然，就功能的完備性和強大性而言，單片機不能和高級計算機相比，但這不影響它的應用范圍。應用單片機的關鍵是看其功能是否夠用，性價比是否合適?？梢哉f，只有在單片機出現后，計算機才能真正地從科學的神圣殿堂走入了尋常百姓家，成為廣大工程 技術人員進行技術革命和技術革新的有力武器。 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(yè)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(tǒng)， 錄像機 、 攝像機 、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。因此，單片機的學習、開發(fā)與應用將造就一批計算機應用與智 能化控制的科學家、工程師。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。 用單片機可以構成形式多樣的控制系統(tǒng)、 數據采集系統(tǒng) 。 可以這樣說，現在的家用電器基本上都采用了單片機控制，從電飯煲、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。 5 單片機在醫(yī)用設備中的用途亦相當廣泛，例如醫(yī)用呼吸機，各種分析儀，監(jiān)護儀，超聲診斷設 備及病床呼叫系統(tǒng)等等。如音樂集成單片機，看似簡單的功能，微縮在純電子芯片中（有別于磁帶機的原理），就需要復雜的類似于計算機的原理。 在大型電路中，這種模塊化應用極大地縮小了體積，簡化了電路，降低了損壞、錯誤率，也方便于更換。 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。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 。 二、數據、地址、指令： 之所以將這三者放在一起，是因為這三者的本質都是一樣的 —— 數字，或者說都是一串 ‘0’ 和 ‘1’ 組成的序列。指令：由單片機芯片的設計者規(guī)定的一種數字，它與我們常用的指令助記符有著嚴格的一一對應關系，不可以由單片機的開發(fā)者更改。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，一般而言，被處理的數據可能有這么幾種情況： （如 MOV DPTR， 1000H），即地址 1000H 送入 DPTR。 （如 MOV TH0， 10H） 10H 即定時常數。又如用于 LED 的字形碼，也是實際輸出的值。 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一個切換的過程，或者說要有一條指令，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。事實上 ‘ 不能作為通用 I/O 口使用 ’ 也并不是 ‘ 不能 ’ 而是（使用者） ‘ 不會 ’ 將其作為通用 I/O 口使用。 7 四、程序的執(zhí)行過程： 單片機在通電復位后 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(zhí)行，也就是說：在系統(tǒng)的 ROM 中一定要存在‘0000’ 這個單元，并且在 ‘0000’ 單元中存放的一定是一條指令。由于 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(guī)定的內存單元中，如在程序開始時，用一條MOV SP， 5FH 指令，就是把堆棧設置在從內