单片机是采用超大规模集成电路把中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、冲断系统、定时器/计数器、AD转换器、通米说手线苏向扬宪张白信接口和普通I/O口等集成到一块硅片上,构成的一个微型的、完妒道证整的计算机系统。单片机的CPU相当于PC机的CPU,单片机的数据存储器RAM树停黑材设我变想自相当于PC机的内存,单片机的程序存储器ROM相当于P委酸感孙种聚及杨C机的硬盘,单片机的I/O口相当于PC机的显卡、网卡、扩展卡等的插槽可见,麻雀虽小五脏俱全。
单片机的CPU(居传鱼菜案CentralP字低究劳士保判算生缩rocessingUnit,中央处理器)是单片机的核心部件,由控制单元、算术逻辑单元和寄存器单元等部分组成,实现逻辑运算。根据装元教段岩客逐数据总线的宽度和宣能毫一次可处理的数据字节长度可分为8位CPU、16位CPU和李血氢脱罗校女龙32位CPU等。单片机的位数也是根据单片机内部的CPU位数决定的,如8位单片机使用的8位备论负讲模范拉副官CPU,16位单查片机使用的是16位西轮苦满掌CPU,以此类推。笔者看到有些书都把单片机称作微处理器是不准确的,微处理器只是计算机系统里的一个核心部件而已。而单片机是一个完整的计算机系统,把它称为微控制器更准确些。
单片机自诞生以来,以其性能稳定、低电压低功耗、经久耐用、体积小、性价比高、控制能力强、易于扩展等我真英验罪广责此济优点,广泛应用于各个领域。先后出现了4位单片机、8位单片机、16位单片机、32位单片机,在这几类单片机里最受追捧的是8位单片机,仍是目前单片机应用的主流。随着电子技术的迅速发展,单片机的功能也越来越强大。
1975年,美国德州仪器公司(TI公司)首次推出4位单片机TMS-1000单片机,标志着单片机诞生。
1976年Intel公司研制出MCS-48系列8位的单片机,使单片机发展进入一个新阶段。MCS-48系列单片机内部集成了8位CPU胡充、多个并行I/O口、8位定时器/计数器、小容量的RAM和ROM等,没有串行通信接口,操作简单。
1980年,Intel公司在王李夫新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,这就是当前大名鼎鼎的51单片机的祖先。MCS判-51系列单片机比MCS-48系列单片机有明显提高,内部增加了串行通信接口,具备多级中断处理系统,定时器/计数器由8位扩展为16位,扩大了RAM和ROM的容量。MCS-51系列8位单片机因为性能可靠、简单实用、性价比高而深受欢迎,被誉为最经典的单片机。各高校单片机教材都是以MCS式尽完价族-51系列8位单片机为内容教授单片机课程。
1983年,16为单片机问世,因为性价比不理想并未得到普及应用,主要应用于比较复杂的控制系统以及早期嵌入式系统。
进入90年代之后,随着集成电路技术的高速发展,32位单片机应运而生,嵌入式系统因此而得到推广。
单片机的诞生和应用,是控制电路设计的一次革命,让复杂的控制电路变得简单,让使用传统电路设计方法不可行的控制电路变成可行,让傻瓜产品变成智能产品,当前热门的DSP技术和ARM技术都是单片机发展的产物。
应用单片机,就得先学会单片机编程。单片机编程包括两项内容:一是在开发软件上将C语言代码或汇编语言代码编译成hex文件;二是使用相应的单片机程序下载软件和下载线(编程器)将hex文件下载到单片机上。单片机编程语言有两种:汇编语言和C语言。目前最流行的是C语言。不同的单片机其开发软件是不一样的,如51单片机使用的是Keil软件;PIC单片机使用的是MPLABIDE软件;AVR单片机使用的是ICCAVR软件或者AVRStudio软件,等等。至于单片机程序下载软件和下载线(编程器)那就五花八门了,到处都有。当程序下载到单片机后,单片机的外围电路满足要求时,程序便被执行,单片机就永不停歇的跑起来了。