【正文】 可以這樣說 現(xiàn)在的家用電器基本上都采用了單片機控制 從電飯褒、洗衣機、電冰箱、空調(diào)機、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設(shè)備五花八門 無所不在。例如精密的測量設(shè)備 功率計 示波器 各種分析儀 。 單片機廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域 大致可分如下幾個范疇 單片機具有體積小、功耗低、控制功能強、擴展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點 廣泛應(yīng)用于儀器儀表中 結(jié)合不同類型的傳感器 可實現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。更不用說自動控制領(lǐng)域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。目前單片機滲透到我們生活的各個領(lǐng)域幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機的蹤跡。隨著微電子技術(shù)、IC 設(shè)計、EDA 工具的發(fā)展 基于 SOC 的單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計會有較大的發(fā)展。因此當(dāng)我們回顧嵌入式系統(tǒng)發(fā)展道路時不要忘記 Intel 和 Philips 的歷史功績。在發(fā)展 MCU 方面最著名的廠家當(dāng)數(shù) Philips 公司。它所涉及的領(lǐng)域都與對象系統(tǒng)相關(guān) 因此 發(fā)展 MCU 的重任不可避免地落在電氣、電子技術(shù)廠家。在開創(chuàng)嵌入式系統(tǒng)獨立發(fā)展道路上 Intel 公司功不可沒。單片機的發(fā)展： 即單片微型計算機 Single Chip Microputer 階段主要是尋求最佳的單片形態(tài)嵌入式系統(tǒng)的最佳體系結(jié)構(gòu)。究其原因可能就卡在產(chǎn)品未使用單片機或其它可編中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院3程邏輯器件上。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機就能起到使產(chǎn)品升級換代的功效 常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞——“智能型” 如智能型洗衣機等。它在整個裝置中 起著有如人類頭腦的作用它出了毛病整個裝置就癱瘓了。顧名思義這種計算機的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路即可進(jìn)行簡單運算和控制。還有一類計算機大多數(shù)人卻不怎么熟悉。不過這種電腦通常是指個人計算機簡稱 PC 機。一樣的道理 如果把巨型計算機上的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件拿到家用PC 上來運行家用 PC 的也是承受不了的。一個可視化高級語言編寫的小程序里面即使只有一個按鈕 也會達(dá)到幾十 K 的尺寸對于家用 PC 的硬盤來講沒什么 可是對于單片機來講是不能接受的。通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能 尤其是特殊的獨特的一些功能 這是別的器件需要費很大力氣才能做到的有些則是花大力氣也很難做到的。它是一種在線式實時控制計算機 在線式就是現(xiàn)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。單片機內(nèi)部也用和電腦功能類似的模塊 比如 CPU 內(nèi)存 并行總線 還有和硬盤作用中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院2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(fù)雜的工作足矣了。它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。相當(dāng)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(shè)備。汽車上一般配備 40 多部單片機復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)上甚至可能有數(shù)百臺單片機在同時工作單片機的數(shù)量不僅遠(yuǎn)超過 PC 機和其他計算的總和甚至比人類的數(shù)量還要多。手機、電話、計算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及鼠標(biāo)等電腦配件中都配有 12 部單片機。事實上單片機是世界上數(shù)量最多的計算機。INTEL 的 Z80 是最早按照這種思想設(shè)計出的處理器 從此以后 單片機和專用處理器的發(fā)展便分道揚鑣。單片機由芯片內(nèi)僅有 CPU 的專用處理器發(fā)展而來。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)。目前 高端的32 位單片機主頻已經(jīng)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。隨著 INTEL i960 系列特別是后來的 ARM 系列的廣泛應(yīng)用 32 位單片機迅速取代 16 位單片機的高端地位 并且進(jìn)入主流市場。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高 開始出現(xiàn)了 16 位單片機 但因為性價比不理想并未得到很廣泛的應(yīng)用。此后在 8031 上發(fā)展出了 MCS51 系列單片機系統(tǒng)。中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院0畢業(yè)論文（設(shè)計）外 文 翻 譯題 目： Microprocessor 系部名稱： xxx 專業(yè)班級： xxx學(xué)生姓名： xxx 學(xué) 號： xxx 指導(dǎo)教師： xxx 教師職稱： xxx 2022 年 3 月 2 日中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院1微控制器早期的單片機都是 8 位或 4 位的。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?；谶@一系統(tǒng)的單片機系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。90 年代后隨著消費電子產(chǎn)品大發(fā)展 單片機技術(shù)得到了巨大提高。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(shù)百倍。當(dāng)代單片機系統(tǒng)已經(jīng)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(yīng)用在全系列的單片機上。 單片機也被稱為微控制器 MICROCONTROLLER UNIT 常用英文字母的縮寫 MCU表示單片機 它最早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。最早的設(shè)計理念是通過將大量外圍設(shè)備和 CPU 集成在一個芯片中 使計算機系統(tǒng)更小 更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。單片機比專用處理器更適合應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)因此它得到了最多的應(yīng)用。現(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件電子和機械產(chǎn)品中都會集成有單片機。而個人電腦中也會有為數(shù)不少的單片機在工作。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。概括的講一塊芯片就成了一臺計算機。同時 學(xué)習(xí)使用單片機是了解計算機原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。我們現(xiàn)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。單片機是靠程序運行的并且可以修改。一個不是很復(fù)雜的功能要是用美國 50 年代開發(fā)的 74 系列或者 60 年代的CD4000 系列這些純硬件來搞定的話電路一定是一塊大 PCB 板 但是如果要是用美國 70 年代成功投放市場的系列單片機結(jié)果就會有天壤之別只因為單片機的通過你編寫的程序可以實現(xiàn)高智能高效率以及高可靠性！由于單片機對成本是敏感的所以目前占統(tǒng)治地位的軟件還是最低級匯編語言 它是除了二進(jìn)制機器碼以上最低級的語言了既然這么低級為什么還要用呢很多高級的語言已經(jīng)達(dá)到了可視化編程的水平為什么不用呢原因很簡單 就是單片機沒有家用計算機那樣的 CPU 也沒有像硬盤那樣的海量存儲設(shè)備。 單片機在硬件資源方面的利用率必須很高才行所以匯編雖然原始卻還是在大量使用。可以說二十世紀(jì)跨越了三個“電” 的時代 即電氣時代、電子時代和現(xiàn)已進(jìn)入的電腦時代。它由主機、鍵盤、顯示器等組成。這種計算機就是把智能賦予各種機械的單片機亦稱微控制器。因為它體積小通常都藏在被控機械的“肚子 ”里?，F(xiàn)在這種單片機的使用領(lǐng)域已十分廣泛如智能儀表、實時工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等?，F(xiàn)在有些工廠的技術(shù)人員或其它業(yè)余電子開發(fā)者搞出來的某些產(chǎn)品不是電路太復(fù)雜就是功能太簡單且極易被仿制。單片機誕生于 20 世紀(jì) 70 年代末 經(jīng)歷了 SCM、MCU、SOC 三大階段。 “創(chuàng)新模式” 獲得成功奠定了 SCM 與通用計算機完全不同的發(fā)展道路。 即微控制器 Micro Controller Unit 階段主要的技術(shù)發(fā)展方向是不斷擴展?jié)M足嵌入式應(yīng)用時對象系統(tǒng)要求的各種外圍電路與接口電路 突顯其對象的智能化控制能力。角度來看 Intel 逐漸淡出 MCU 的發(fā)展也有其客觀因素。Philips 公司以其在嵌入式應(yīng)用方面的巨大優(yōu)勢將 MCS51 從單片微型計算機迅速發(fā)展到微控制器。單片機是嵌入式系統(tǒng)的獨立發(fā)展之路向 MCU 階段發(fā)展的重要因素就是尋求應(yīng)用系統(tǒng)在芯片上的最大化解決因此專用單片機的發(fā)展自然形成了 SOC 化趨勢。因此 對單片機的理解可以從單片微型計算機、單片微控制器延伸到單片應(yīng)用系統(tǒng)。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置飛機上各種儀表的控制計算機的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)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(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計算機應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。采用單片中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院4機控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化 且功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強大。 單片機可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)?，F(xiàn)代的單片機普遍具備通信接口 可以很方便地與計算機進(jìn)行數(shù)據(jù)通信 為在計算機網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件 現(xiàn)在的通信設(shè)備基本上都實現(xiàn)了單片機智能控制 從手機 電話機、小型程控交換機、樓宇自動通信呼叫系統(tǒng)、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動電話集群移動通信無線電對講機等。某些專用單片機設(shè)計用于實現(xiàn)特定功能從而在各種電路中進(jìn)行模塊化應(yīng)用而不要求使用人員了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。如音樂信號以數(shù)字的形式存于存儲器中類似于 ROM 由微控制器讀出 轉(zhuǎn)化為模擬音樂電信號 類似于聲卡 。 單片機在汽車電子中的應(yīng)用非常廣泛 例如汽車中的發(fā)動機控制器基于 CAN 總線的汽車發(fā)動機智能電子控制器 GPS 導(dǎo)航系統(tǒng) abs 防抱死系統(tǒng) 制動系統(tǒng)等等。 學(xué)習(xí)應(yīng)用六大重要部分 單片機學(xué)習(xí)應(yīng)用的六大重要部分 一、 總線：我們知道一個電路總是由元器件通過電線連接而成的在模擬電路中連線并不成為一中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院5個問題 因為各器件間一般是串行關(guān)系各器件之間的連線并不很多但計算機電路卻不一樣 它是以微處理器為核心各器件都要與微處理器相連 各器件之間的工作必須相互協(xié)調(diào) 所以需要的連線就很多了如果仍如同模擬電路一樣 在各微處理器和各器件間單獨連線則線的數(shù)量將多得驚人 所以在微處理機中引入了總線的概念 各個器件共同享用連線 所有器件的 8 根數(shù)據(jù)線全部接到 8 根公用的線上 即相當(dāng)于各個器件并聯(lián)起來 但僅這樣還不行 如果有兩個器件同時送出數(shù)據(jù) 一個為 0 ，一個為 1 ，那么 ，接收方接收到的究竟是什么呢這種情況是不允許的所以要通過控制線進(jìn)行控制 使器件分時工作 任何時候只能有一個器件發(fā)送數(shù)據(jù)可以有多個器件同時接收 。在單片機內(nèi)部或者外部存儲器及其它器件中有存儲單元 這些存儲單元要被分配地址 才能使用 分配地址當(dāng)然也是以電信號的形式給出的 由于存儲單元比較多所以 用于地址分配的線也較多 這些線被稱為地址總線。換言之 地址、指令也都是數(shù)據(jù)。地址是尋找單片機內(nèi)部、外部的存儲單元、輸入輸出口的依據(jù) 內(nèi)部單元的地 址值已由芯片設(shè)計者規(guī)定好不可更改外部的單元可以由單片機開發(fā)者自行決定 但有一些地址單元是一定要有的詳見程序的執(zhí)行過程 。如 、 分別是 WR、RD 信號 當(dāng)微片理機外接 RAM 或有外部 I/O 口時它們被用作第二功能 不能作為通用 I/O 口使用 只要一微處理機一執(zhí)行到MOVX 指令就會有相應(yīng)的信號從 或 送出 不需要事先用指令說明。你完全可以在指令中按排一條 SETB 的指令 并且當(dāng)單片機執(zhí)行到這條指令時 也會使 變?yōu)楦唠娖降褂谜?不會這么去做 因為這通常會導(dǎo)致系統(tǒng)的崩潰。五、 堆