长沙职业技术学院第一章单片机概述1.1单片机简介微型计算机硬件结构——微机硬件组成硬件系统——构成微机的实体和装置AT89S51单片机单片机的基本概念全称单片微型计算机(SingleChipMicrocomputer)又称微控制器MCU(MicroControllerUnit)，是将计算机的基本部分微型化，使之集成在一块芯片上的微机。片内含有CPU、ROM、RAM、并行I/0、串行I/O、定时器/计数器、中断控制、系统时钟及系统总线等，它本身就是一个嵌入式系统，同时它也可作更大的嵌入式系统的核心。单片机的特点1.1单片机简介1.1单片机简介由于单片机小而全，易于推广应用等显著优点，在自动化装置，智能化仪器仪表和家用电器等领域得到日益广泛的应用。下面仅列举一些典型的应用领域。（1）工业控制数控机床，电机控制，工业机器人，自动控制等（2）仪器仪表智能仪器，医疗器械，数字示波器等。（3）电信技术调制解调器，声像处理，数字滤波，通信设备等（4）办公自动化和计算机外部设备传真机，复印机，打印机，绘图仪，扫描仪等（5）汽车与节能点火控制，变速控制，防滑车控制，排气控制，计费器，交通控制等。（6）导弹导弹控制，鱼雷制导，智能武器装置，航天导弹系统等。（7）商用产品电子收款机，电子秤，银行统计机等。（8）家用电器微波炉，电视机，录像机，音响设备，游戏机等以上可见它无处不有、无时不在，像个万能的螺丝钉。单片机的发展趋势（1）单片机的字长由4位、8位、16位发展到32位。这几种字长的MCU（MicroControlUnit，中文名称为微控制单元，也可以认为是51单片机，ARM，DSP这类的芯片的总称。）目前同时存在于市场，由于单片机主要用于控制，目前8位的MCU仍然占主流地位，只有在精度要求特别高的场合如图像处理等，才采用16位的MCU,用户可以根据产品的需要进行选择。（2）运行速度不断提高。单片机的使用最高频率由6MHz、12MHz、24MHz、33MHz、发展到40MHz。（3）单片机内的存储容量越来越大。由1KB、2KB、4KB、8KB、16KB、32KB、发展到64KB等。（4）ROM存储器的编程也越来越方便。有ROM型（掩模型）、OTP型（一次性编程）、EPROM（紫外线擦除编程）、EEPROM（电擦除编程）及FLASH（闪速编程）。编程（烧录）方式也越来越方便，目前有脱机编程、在系统编程（ISP）、在应用编程（IAP）。各类产品并存，可供用户选择。（5）I/O端口多功能化单片机内除集成有并行接口、串行接口外，还集成有A/D（将模拟信号转换成数字信号的电路，称为模数转换器，简称A/D转换器）、D/A（将数字信号转换为模拟信号的电路称为数模转换器，简称D/A转换器）、LED/LCD（LCD一般指液晶显示器，LED一般指的是采用LED背光的液晶显示器）显示驱动、DMA(DirectMemoryAccess，直接内存存取)控制、PWM（脉宽调制输出）、PLC（锁相环控制）、PCA(逻辑阵列）、WDT（看门狗）等。（6）功耗越来越低采用CHMOS制作工艺使单片机集HMOS的高速、高集成度和CMOS（CMOS是互补金属氧化物半导体的缩写。其本意是指制造大规模集成电路芯片用的一种技术或用这种技术制造出来的芯片。在这里通常是指微机主板上的一块可读写的RAM芯片。它存储了微机系统的实时钟信息和硬件配置信息等，共计128个字节。系统在加电引导机器时，要读取CMOS信息，用来初始化机器各个部件的状态。它靠系统电源和后备电池来供电，系统掉电后其信息不会丢失。）的低功耗技术为一体，使单片机的功耗进一步降低，适应的电压范围更宽（2.6-6V）。（7）结合专用集成电路ASIC、精简指令集和RISC技术，使单片机发展成为嵌入式的处理器，深入到数字信号处理、图象处理、人工智能、机器人等领域。1.4单片机的类别各厂家单片机的指令系统各不相同，功能各有所长，其中市场占有最高的是MCS-51系列，因为世界上很多知名的IC生产厂家都生产51兼容的芯片。目前为止，MCS-51单片机已有数百个品种，还在不断推出功能更强的新产品。近年来PHILIPS公司又推出了指令和MCS-51兼容的16位单片机，这样保证了MCS-51单片机的先进性，同时，很多专用芯片以它作为控制核心，可以预言，几十年内不会淘汰。因此，MCS-51单片机成为教学的首选机型。MCS-51系列单片机类型MCS-51系列单片机品种很多，如果按照存储器ROM配置状态,可划分为：片内无EPROM型，如80(C)3X;片内EPROM,如87(C)5X；片内FLASHEEPROM型，如89C5X;片内EEPROMISP型(可在系统编程）如89S