1、第 1 章 绪论 1 第 1 章 绪论 1.1 单片机基础知识介绍 1.1.1 单片机概述 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。概括的讲，一块 芯片就成了一台计算机。 MCS-51 单片机是美国 INTEL 公司于 1980 年推出的产品，与 MCS- 48 单片机相比，它的结构更先进，功能更强，在原来的基 础上增加了更多的电路单元和指令，指令数达 111 条，MCS-51 单 片机可以算是相当成功的产品，一直到现在，MCS-51 系列或其兼 容的单片机仍是应用的主流产品，各高校及专业学校的培训教材 仍与 MSC-51 单片机作为代表
2、进行理论基础学习。 MCS-51系列单片机主要包括8031、 8051和8751等通用产品。 DP-51S 单片机仿真实验仪是由广州致远电子有限公司设计 的 DP 系列单片机仿真实验仪之一， 是一种功能强大的单片机应用 技术学习、调试。 1.1.2 单片机的应用领域 单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航 天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分为如下 几个范畴： 一、在智能仪器仪表的应用 单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型 化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的 传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速 度、厚度、角
3、度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采 用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比 起采用电子或数字电路更加强大。 例如精密的测量设备 （功率计， 2 示波器，各种分析仪） 。 二、在家用电器中的应用 可以这样说，现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电 饭煲、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再 到电子秤量设备，五花八门，无所不在。 三、在工业控制中的应用 用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例 如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统， 与计算机联网构成二级控制系统等。 四、在计算机网络和通信领域中的应用 现代的单片机普遍具
4、备通信接口，可以很方便地与计算机进 行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的 物质条件，现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从 手机、电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车 无线通信、 再到日常工作中随处可见的移动电话， 集群移动通信， 无线电对讲机等。 五、单片机在医用设备领域中的应用 单片机在医用设备中的用途亦相当广泛，例如医用呼吸机， 各种分析仪，监护仪，超声诊断设备及病床呼叫系统等等。 此外，单片机在工商、金融、科研、教育、国防航空等领域 都有着十分广泛的用途。 1.1.3 单片机的发展趋势 单片机现在可以说是百花齐放，百家争鸣的时期，世界上各 大芯
5、片制造公司都推出了自己的单片机，从 8 位、16 位到 32 位， 数不胜数，应有尽有，有与主流 C51 系列兼容的，也有不兼容的， 但它们各具特色， 互成互补， 为单片机的应用提供了广阔的天地。 纵观单片机的发展过程，可以预示单片机的发展趋势，大致有： 一、微型单片化 现在常规的单片机普遍都是将中央处理器 （CPU） 、 随机存取 第 1 章 绪论 3 数据存储（RAM） 、只读程序存储器（ROM） 、并行和串行通信接口， 中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上，增强 型的单片机集成了如 A/D 转换器、PMW（脉宽调制电路） 、WDT（看 门狗） 、有些单片机将 LCD（液晶）
6、驱动电路都集成在单一的芯片 上，这样单片机包含的单元电路就更多，功能就越强大。甚至单 片机厂商还可以根据用户的要求量身定做，制造出具有自己特色 的单片机芯片。 此外，现在的产品普遍要求体积小、重量轻，这就要求单片 机除了功能强和功耗低外，还要求其体积要小。现在的许多单片 机都具有多种封装形式，其中 SMD（表面封装）越来越受欢迎， 使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。 二、低功耗 CMOS 化 MCS-51 系列的 8031 推出时的功耗达 630mW， 而现在的单片机 普遍都在 100mW 左右，随着对单片机功耗要求越来越低，现在的 各 个单片机制造商基本都采用了 CMOS（互补金属氧化物半导 体工艺） 。像 80C51 就采用了 HMOS（即高密度金属氧化物半导体 工艺）和 CHMOS（互补高密度金属氧化物半导体工艺） 。CMOS 虽然 功耗低，但由于其物理特征决定其工作速度不够高，而 CHMOS 则 具备了高速和低功耗的特点，这些特征，更适合于要求低功耗像 电池供电的应用场合。所以这种工艺将是今后一段时期单片机发 展的主要途径。 三、主流与多品种共存 现在虽然单片
