单片机基础知识.PDF

第 1章 单片机基础知识 1.1 概述 1.1.1 单片机发展历程 单片机专业名称为 Micro Controller Unit （微控制器件），是由Intel 公司发明的，最早 的系列是MCS-48 ，后来有了 MCS-51 。常说的 51 系列单片机就是 MCS-51 （Micro Controller System），这是一种 8 位的单片机。后来 Intel 公司把它的核心技术转让给世界上很多小公 司，所以就有许多公司生产 51 系列兼容单片机，例如，飞利浦的 87LPC 系列、华邦的 W78 系列、达拉斯的DS87 系列、现代的GSM97 系列等。目前在我国比较流行的就是美国ATMEL 公司的 89C51，它是一种带Flash ROM 的单片机，本书的内容就是基于该型号的单片机来 开展相关设计和实验仿真的。讲到这里，也许有的读者会有疑问，为什么平时在各种书上 看到全是讲解 8031、8051 等型号的单片机，二者又有什么不同呢？其实 8031、8051 与 89C51 同属于一个系列，只是 89C51 的单片机更新型一些。目前89C51 已经被89S51 代替，89S51 兼容 89C51，同时近几年也出现了像宏晶公司研发生产的STC89C 系列的 51 内核的单片机， 该单片机最大的特点就是可以利用串口线在线下载程序，使用非常方便，因此该系列单片 机近几年占据了国内 51 单片机的大部分市场。 1.1.2 几种常见的单片机 除了上述介绍的单片机，还经常在各种刊物上看到 AVR 系列和 PIC 系列单片机，这 么多的单片机，应该先学哪一种呢？在没有学习单片机之前，这是一个令很多初学者非常 困惑的问题。 AVR 系列单片机是 ATMEL 公司生产的一种 8 位单片机，采用的是 RISC 精简指令集 单片机结构，所以其技术和 51 系列有所不同，开发设备和 51 系列也是不通用的，AVR 系 列一条指令的运行速度可以达到纳秒级，即每秒 1000000000 次，是 8 位单片机中的高端产 品，由于其出色性能，目前应用范围越来越广，大有取代 51 系列的趋势，所以学完 51 系 列，还有必要学习 AVR 系列。PIC 系列单片机则是美国 MICROCHIP 公司生产的另一种 8 位单片机，采用的也是 RISC 的指令集，其指令系统和开发工具与 51 系列更是不同，但由 于其价格低和性能出色，目前用户越来越多，国内也有很多公司在推广此系列，不过 PIC 的影响力远没有 51 系列大，所以作为初学者，51 系列仍然是首选。以上几种只是比较常 见的系列，日常应用中还有许多其他公司生产的各种各样的单片机，例如，Motorola 的 MC68H 系列、TI 的 MSP430C 系列、德国的西门子 PLC 等，都有各自的结构体系，并不 与 51 系列兼容，这里不再深入介绍，感兴趣的读者可在入门后自己研究，下面介绍 51 系 列单片机的结构及组成。 1.1.3 单片机的结构及组成 计 设 块 模 及 发 开 线 总 行 并 机 片 单 单片机到底是什么，究竟能做什么呢？其实单片机就是一种能进行数学和逻辑运算， 根据不同使用对象完成不同控制任务的面向控制而设计的集成电路，就像在计算机中可以 用不同的软件在相同的硬件上实现不同的功能。单片机其实也是如此，同样的芯片可以根 据不同的要求做出截然不同的产品，只不过计算机是面向应用的，而单片机是面向控制的， 例如，控制一个指示灯的亮和灭，控制一台电机的启动和停止等。那么单片机的内部究竟 由哪些部件组成呢？大家都知道计算机中有很多的部件，如 CPU （中央