单片机（单片机自学教程）

单片机是什么

单片机是典型的嵌入式微控制器单元，由运算器、控制器、存储器、输入输出设备等组成。相当于一台微型计算机。与个人电脑中使用的通用微处理器相比，它强调自给自足(无需外部硬件)和节约成本。它最大的优点是体积小，可以放在仪器内部，但存储容量小，输入输出接口简单，功能低。由于其发展迅速，老式单片机的定义已经不能满足，因此在许多应用中被称为范围更广的微控制器。从80年代的4位、8位MCU发展到现在的32位甚至64位高速MCU。[1]中文名MCU mbth微控制器单元属性嵌入式微控制器优点体积小，重量轻，价格低。它由三种类型的电路芯片组成：运算器、控制器、存储器和输入输出设备。单片机简称MCU，是典型的嵌入式微控制器单元。MCU，英文字母的缩写，常用来表示MCU。单片机又称单片微控制器，不是执行某种逻辑功能的芯片，而是将一个计算机系统集成在一块芯片上。它由MCU运算器、控制器、存储器和输入输出设备组成，相当于一台微型计算机(最小系统)。与计算机相比，单片机缺少外围设备等。总结一下：芯片变成电脑。它体积小、重量轻、价格低，为研究、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理和结构的最佳选择。它最早用于工业控制领域。由于单片机在工业控制领域的广泛应用，单片机是由只有CPU的专用处理器芯片发展而来的。最早的设计思想是将大量的外围设备和CPU集成到一个芯片上，使计算机系统更小，更容易集成到体积要求严格的复杂控制设备中。英特尔的8080是第一个按照这个思路设计的处理器，而且当时所有的单片机都是8位或者4位的。最成功的是英特尔的8051。此后，MCS51系列单片机系统在8051上得到了发展。由于其简单、可靠、性能良好，赢得了极大的赞誉。虽然ARM从2000年就开始研发主频超过300M的32位高端单片机，但是直到现在基于8051的单片机仍然被广泛使用。在很多方面，单片机比专用处理器更适合嵌入式系统，因此得到了广泛的应用。事实上，MCU是世界上数量最多的处理器。随着MCU家族的发展，MCU和专用处理器的发展将分道扬镳。现代生活中使用的几乎每一种带有电子设备的产品都将与单片微型计算机集成在一起。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑、鼠标等电子产品都含有单片机。汽车一般配备40多台单片机，在复杂的工业控制系统中甚至可能有上百台单片机同时工作。分类单片机作为计算机发展的一个重要分支，根据发展情况，从不同角度可以大致分为通用型、总线型/非总线型和工业控制型/家用电器型。通用/专用型这是根据单片机的应用范围来区分的。比如80C51是一个通用的单片机，它不是为特定用途而设计的。专用单片机是为一类产品甚至某一种产品而设计生产的，比如为了满足电子体温计的要求，在芯片中集成了具有ADC接口等功能的测温控制电路。总线型/非总线型这是根据单片机是否提供并行总线来区分的。总线MCU一般配有并行的地址总线、数据总线和控制总线。这些引脚用于扩展并行外设，这些外设都可以通过串口连接到MCU。此外，许多MCU已经将所需的外围设备和外围接口集成到一个芯片中，因此在许多情况下，没有必要扩展

工控型/家用型这个是根据单片机的一般应用领域来区分的。一般来说，工控型寻址范围大，计算能力强；家用电器中使用的单片机多为专用，通常封装小，价格低，外围设备和外围接口集成度高。显然，上述分类并不唯一和严格。比如80C51单片机，既有通用型的，也有总线型的，还可以用于工业控制。历史上的单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SoC三个阶段。首先，模型SCM是单片机的阶段，主要是寻求具有最佳单片机形式的嵌入式系统的最佳架构。“创新模式”的成功，奠定了单片机与通用计算机完全不同的发展道路。英特尔为嵌入式系统的自主开发做出了巨大贡献。即MCU微控制器单元阶段，主要技术发展方向是：不断扩展嵌入式应用时符合对象系统要求的各种外围电路和接口电路，突出其对象的智能控制能力。它所涉及的所有领域都与对象系统有关，因此开发MCU的重任不可避免地落在了电气和电子技术制造商身上。从这个角度看，英特尔逐渐淡出MCU开发也有其客观因素。在开发单片机方面，最著名的厂商是飞利浦公司。飞利浦公司凭借其在嵌入式应用方面的巨大优势，迅速将MCS-51从单片机发展到微控制器。因此，当我们回顾嵌入式系统的发展时，我们不应该忘记英特尔和飞利浦的历史成就。即SoC嵌入式系统(System on Chip)寻求应用系统在片上的解决方案最大化，这使得专用单片机的发展自然形成了SoC的趋势。随着微电子技术、ic设计和EDA工具的发展，基于SoC的单片机应用系统的设计将会有越来越大的发展。因此，对单片机的理解可以从单片机、单片机扩展到单片机应用系统。1971年，英特尔公司开发了世界上第一个4位微处理器。英特尔公司的霍夫成功研制出世界上第一块。

4位微处理器芯片Intel 4004，标志着第一代微处理器问世，微处理器和微机时代从此开始。因发明微处理器，霍夫被英国《经济学家》杂志列为“二战以来最有影响力的7位科学家”之一 。 　　 1971年11月，Intel推出MCS-4微型计算机系统（包括4001 ROM芯片、4002 RAM芯片、4003移位寄存器芯片和4004微处理器 ）其中4004包含2300个晶体管，尺寸规格为3mm×4mm，计算性能远远超过当年的ENIAC，最初售价为200美元。 　　 1972年4月，霍夫等人开发出第一个8位微处理器Intel 8008。由于8008采用的是P沟道MOS微处理器，因此仍属第一代微处理器。 　　 1973年intel公司研制出8位的微处理器8080；1973年8月，霍夫等人研制出8位微处理器Intel 8080，以N沟道MOS电路取代了P沟道，第二代微处理器就此诞生。　　主频2MHz的8080芯片运算速度比8008快10倍，可存取64KB存储器，使用了基于6微米技术的6000个晶体管，处理速度为0.64MIPS（Million Instructions Per Second ）。 　　 1975年4月，MITS发布第一个通用型Altair 8800，售价375美元，带有1KB存储器。这是世界上第一台微型计算机。　　1976年intel公司研制出MCS-48系列8位的单片机，这也是单片机的问世。Zilog公司于1976年开发的Z80微处理器，广泛用于微型计算机和工业自动控制设备。当时，Zilog、Motorola和Intel在微处理器领域三足鼎立。　　20世纪80年代初，Intel公司在MCS-48系列单片机的基础上，推出了MCS-51系列8位高档单片机。MCS-51系列单片机无论是片内RAM容量，I/O口功能，系统扩展方面都有了很大的提高。

单片机是什么？

单片机是一种集成电路芯片。单片机是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到如今的300M的高速单片机。单片机的特征：1、单片机的体积比较小， 内部芯片作为计算机系统，其结构简单，但是功能完善，使用起来十分方便，可以模块化应用。2、单片机有着较高的集成度，可靠性比较强，即使单片机处于长时间的工作也不会存在故障问题。3、单片机在应用时低电压、低能耗，是人们在日常生活中的首要选择， 为生产与研发提供便利。4、单片机对数据的处理能力和运算能力较强，可以在各种环境中应用，且有着较强的控制能力。

什么是单片机?

单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit）， 常用英文字母的缩写MCU表示单片机，单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。单片机由运算器，控制器，存储器，输入输出设备构成，相当于一个微型的计算机（最小系统），和计算机相比，单片机缺少了外围设备等。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。它最早是被用在工业控制领域。