单片机基础资料介绍

1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.4.1 单片机介绍：单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。单片机也被称为微控制器（Microcontroler），是因为它最早被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专

2、用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对提及要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。早期的单片片机都是是8位或或4位的的。其中中最成功功的是IINTEEL的880311，因为为简单可可靠而性性能不错错获得了了很大的的好评。此此后在880311上发展展出了MMCS551系列列单片机机系统。基基于这一一系统的的单片机机系统直直到现在在还在广广泛使用用。随着着工业控控制领域域要求的的提高，开开始出现现了166位单片片机，但但因为性性价比不不理

3、想并并未得到到很广泛泛的应用用。900年代后后随着消消费电子子产品大大发展，单单片机技技术得到到了巨大大的提高高。随着着INTTEL i9660系列列特别是后来来的ARRM系列列的广泛泛应用，332位单单片机迅迅速取代代16位位单片机机的高端端地位，并并且进入入主流市市场。而而传统的的8位单单片机的的性能也也得到了了飞速提提高，处处理能力力比起880年代代提高了了数百倍倍。目前前，高端端的322位单片片机主频频已经超超过3000MHHz，性性能直追追90年年代中期期的专用用处理器器，而普普通的型型号出厂厂价格跌跌落至11美元，最最高端的的型号也也只有110美元元。当代代单片机机系统已已经不再再

4、只在裸裸机环境境下开发发和使用用，大量量专用的的嵌入式式操作系系统被广广泛应用用在全系系列的单单片机上上。而在在作为掌掌上电脑脑和手机机核心处处理的高高端单片片机甚至至可以直直接使用用专用的的Winndowws和LLinuux操作作系统。单片机比专专用处理理器更适适合应用用于嵌入入式系统统，因此此它得到到了最多多的应用用。事实实上单片片机是世世界上数数量最多多的计算算机。现现代人类类生活中中所用的的几乎每每件电子子和机械械产品中中都会集集成有单单片机。手手机、电电话、计计算器、家家用电器器、电子子玩具、掌掌上电脑脑以及鼠鼠标等电电脑配件件中都配配有1-2部单单片机。而而个人电电脑中也也会有为为

5、数不少少的单片片机在工工作。汽汽车上一一般配备备40多多部单片片机，复复杂的工工业控制制系统上上甚至可可能有数数百台单单片机在在同时工工作！单单片机的的数量不不仅远超超过PCC机和其其他计算算的综合合，甚至至比人类类的数量量还要多多。单片机又称称单片微微控制器器,它不不是完成成某一个个逻辑功功能的芯芯片,而而是把一一个计算算机系统统集成到到一个芯芯片上。概概括的讲讲：一块块芯片就就成了一一台计算算机。它它的体积积小、质质量轻、价价格便宜宜、为学学习、应应用和开开发提供供了便利利条件。同同时，学学习使用用单片机机是了解解计算机机原理与与结构的的最佳选选择。单片机内部部也用和和电脑功功能类似似的模

6、块块，比如如CPUU，内存存，并行行总线，还还有和硬硬盘作用用相同的的存储器器件，不不同的是是它的这这些部件件性能都都相对我我们的家家用电脑脑弱很多多，不过过价钱也也是低的的，一般般不超过过10元元即可.用用它来做做一些控控制电器器一类不不是很复复杂的工工作足矣矣了。我我们现在在用的全全自动滚滚筒洗衣衣机、排排烟罩、VVCD等等等的家家电里面面都可以以看到它它的身影影！它主主要是作作为控制制部分的的核心部部件。 它是一种在在线式实实时控制制计算机机，在线线式就是是现场控控制，需需要的是是有较强强的抗干干扰能力力，较低低的成本本，这也也是和离离线式计计算机的的（比如如家用PPC）的的主要区区别。

7、 单片机是靠靠程序的的，并且且可以修修改。通通过不同同的程序序实现不不同的功功能，尤尤其是特特殊的独独特的一一些功能能，这是是别的器器件需要要费很大大力气才才能做到到的，有有些则是是花大力力气也很很难做到到的。一一个不是是很复杂杂的功能能要是用用美国550年代代开发的的74系系列，或或者600年代的的CD440000系列这这些纯硬硬件来搞搞定的话话，电路路一定是是一块大大PCBB板！但但是如果果要是用用美国770年代代成功投投放市场场的系列列单片机机，结果果就会有有天壤之之别！只只因为单单片机的的通过你你编写的的程序可可以实现现高智能能，高效效率，以以及高可可靠性！ 由于单片机机对成本本是敏感

8、感的，所所以目前前占统治治地位的的软件还还是最低低级汇编编语言，它它是除了了二进制制机器码码以上最最低级的的语言了了，既然然这么低低级为什什么还要要用呢？很多高高级的语语言已经经达到了了可视化化编程的的水平为为什么不不用呢？原因很很简单，就就是单片片机没有有家用计计算机那那样的CCPU，也也没有像像硬盘那那样的海海量存储储设备。一一个可视视化高级级语言编编写的小小程序里里面即使使只有一一个按钮钮，也会会达到几几十K的的尺寸！对于家家用PCC的硬盘盘来讲没没什么，可可是对于于单片机机来讲是是不能接接受的。 单片机在硬件资源方面的利用率必须很高才行，所以汇编虽然原始却还是在大量使用。一样的道理，如

9、果把巨型计算机上的操作系统和应用软件拿到家用PC上来运行，家用PC的也是承受不了的。可以说，二二十世纪纪跨越了了三个“电”的时代代，即电电气时代代、电子子时代和和现已进进入的电电脑时代代。不过过，这种种电脑，通通常是指指个人计计算机，简简称PCC机。它它由主机机、键盘盘、显示示器等组组成。还还有一类类计算机机，大多多数人却却不怎么么熟悉。这这种计算算机就是是把智能能赋予各各种机械械的单片片机（亦亦称微控控制器）。顾顾名思义义，这种种计算机机的最小小系统只只用了一一片集成成电路，即即可进行行简单运运算和控控制。因因为它体体积小，通通常都藏藏在被控控机械的的“肚子”里。它它在整个个装置中中，起着着

10、有如人人类头脑脑的作用用，它出出了毛病病，整个个装置就就瘫痪了了。现在在，这种种单片机机的使用用领域已已十分广广泛，如如智能仪仪表、实实时工控控、通讯讯设备、导导航系统统、家用用电器等等。各种种产品一一旦用上上了单片片机，就就能起到到使产品品升级换换代的功功效，常常在产品品名称前前冠以形形容词“智智能型”，如智智能型洗洗衣机等等。现在在有些工工厂的技技术人员员或其它它业余电电子开发发者搞出出来的某某些产品品，不是是电路太太复杂，就就是功能能太简单单且极易易被仿制制。究其其原因，可可能就卡卡在产品品未使用用单片机机或其它它可编程程逻辑器器件上。4.2 AAT899C51 简简介：AT89CC51

11、（如如图2-10所所示）是是一种带带4K字字节闪烁烁可编程程可擦除除只读存存储器（FFPERROMFallsh Proograammaablee annd EErassablle RReadd Onnly Memmoryy）的低低电压，高高性能CCMOSS8位微微处理器器，俗称称单片机机。该器器件采用用ATMMEL高高密度非非易失存存储器制制造技术术制造，与与工业标标准的MMCS-51指指令集和和输出管管脚相兼兼容。由由于将多多功能88位CPPU和闪闪烁存储储器组合合在单个个芯片中中，ATTMELL的ATT89SS51是是一种高高效微控控制器，为为很多嵌嵌入式控控制系统统提供了了一种灵灵活性高

12、高且价廉廉的方案案。AT89CC51单单片机示示意图（4-22-1）VCC：供供电电压压。GND：接接地。P0口：PP0口为为一个88位漏级级开路双双向I/O口，每每脚可吸吸收8TTTL门门电流。当当P1口口的管脚脚第一次次写1时时，被定定义为高高阻输入入。P00能够用用于外部部程序数数据存储储器，它它可以被被定义为为数据/地址的的第八位位。在FFIASSH编程程时，PP0 口口作为原原码输入入口，当当FIAASH进进行校验验时，PP0输出出原码，此此时P00外部必必须被拉拉高。P1口：PP1口是是一个内内部提供供上拉电电阻的88位双向向I/OO口，PP1口缓缓冲器能能接收输输出4TTTL门门

13、电流。PP1口管管脚写入入1后，被被内部上上拉为高高，可用用作输入入，P11口被外外部下拉拉为低电电平时，将将输出电电流，这这是由于于内部上上拉的缘缘故。在在FLAASH编编程和校校验时，PP1口作作为第八八位地址址接收。P2口：PP2口为为一个内内部上拉拉电阻的的8位双双向I/O口，PP2口缓缓冲器可可接收，输输出4个个TTLL门电流流，当PP2口被被写“11”时，其其管脚被被内部上上拉电阻阻拉高，且且作为输输入。并并因此作作为输入入时，PP2口的的管脚被被外部拉拉低，将将输出电电流。这这是由于于内部上上拉的缘缘故。PP2口当当用于外外部程序序存储器器或166位地址址外部数数据存储储器进行行

14、存取时时，P22口输出出地址的的高八位位。在给给出地址址“1”时，它它利用内内部上拉拉优势，当当对外部部八位地地址数据据存储器器进行读读写时，PP2口输输出其特特殊功能能寄存器器的内容容。P22口在FFLASSH编程程和校验验时接收收高八位位地址信信号和控控制信号号。P3口：PP3口管管脚是88个带内内部上拉拉电阻的的双向II/O口口，可接接收输出出4个TTTL门门电流。当当P3口口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。RST：复复位输入入。当振振荡器复复位器件件时，要要保持RRST脚脚两个机机器周期期的

15、高电电平时当当80551通电电，时钟钟电路开开始工作作，在RRESEET引脚脚上出现现24个个时钟周周期以上上的高电电平，系系统即初初始复位位。初始始化后，程程序计数数器PCC指向000000H，PP0-PP3输出出口全部部为高电电平，堆堆栈指钟钟写入007H，其其它专用用寄存器器被清“0”。RESET由高电平下降为低电平后，系统即从0000H地址开始执行程序。然而，初始复位不改变RAM（包括工作寄存器R0-R7）的状态， 特殊功能寄寄存器 初始态 特殊功能寄寄存器 初始态 ACC 00H B 00H PSW 00H SP 07H DPH 00H TH0 00H DPL 00H TL0 00H

16、 IP xxx0000000B TH1 00H IE 0 xx0000000B TL1 00H TMOD 00H TCON 00H SCON xxxxxxxxxxB SBUF 00H P0-P33 11111111BB PCON 0 xxxxxxxxxB 8051的的初始态态（4-22-2）ALE/PPROGG：当访访问外部部存储器器时，地地址锁存存允许的的输出电电平用于于锁存地地址的地地位字节节。在FFLASSH编程程期间，此此引脚用用于输入入编程脉脉冲。在在平时，AALE端端以不变变的频率率周期输输出正脉脉冲信号号，此频频率为振振荡器频频率的11/6。因因此它可可用作对对外部输输出的脉脉冲

17、或用用于定时时目的。然然而要注注意的是是：每当当用作外外部数据据存储器器时，将将跳过一一个ALLE脉冲冲。如想想禁止AALE的的输出可可在SFFR8EEH地址址上置00。此时时， AALE只只有在执执行MOOVX，MMOVCC指令是是ALEE才起作作用。另另外，该该引脚被被略微拉拉高。如如果微处处理器在在外部执执行状态态ALEE禁止，置置位无效效。PSEN：外部程程序存储储器的选选通信号号。在由由外部程程序存储储器取指指期间，每每个机器器周期两两次/PPSENN有效。但但在访问问外部数数据存储储器时，这这两次有有效的/PSEEN信号号将不出出现。EA/VPPP：当/EA保保持低电电平时，则则在

18、此期期间外部部程序存存储器（000000H-FFFFFFH），不不管是否否有内部部程序存存储器。注注意加密密方式11时，/EA将将内部锁锁定为RRESEET；当当/EAA端保持持高电平平时，此此间内部部程序存存储器。在在FLAASH编编程期间间，此引引脚也用用于施加加12VV编程电电源（VVPP）。XTAL11：反向向振荡放放大器的的输入及及内部时时钟工作作电路的的输入。XTAL22：来自自反向振振荡器的的输出。振荡器特性性：XTTAL11和XTTAL22分别为为反向放放大器的的输入和和输出。该该反向放放大器可可以配置置为片内内振荡器器。石晶晶振荡和和陶瓷振振荡均可可采用。如如采用外外部时钟钟

19、源驱动动器件，XXTALL2应不不接。有有余输入入至内部部时钟信信号要通通过一个个二分频频触发器器，因此此对外部部时钟信信号的脉脉宽无任任何要求求，但必必须保证证脉冲的的高低电电平要求求的宽度度。芯片擦除：整个PPEROOM阵列列和三个个锁定位位的电擦擦除可通通过正确确的控制制信号组组合，并并保持AALE管管脚处于于低电平平10mms 来来完成。在在芯片擦擦操作中中，代码码阵列全全被写“11”且在在任何非非空存储储字节被被重复编编程以前前，该操操作必须须被执行行。此外，ATT89SS51设设有稳态态逻辑，可可以在低低到零频频率的条条件下静静态逻辑辑，支持持两种软软件可选选的掉电电模式。在在闲置

20、模模式下，CCPU停停止工作作。但RRAM，定定时器，计计数器，串串口和中中断系统统仍在工工作。在在掉电模模式下，保保存RAAM的内内容并且且冻结振振荡器，禁禁止所用用其他芯芯片功能能，直到到下一个个硬件复复位为止止。在自然界，任任何高于于绝对温温度（-2773度）时时物体都都将产生生红外光光谱，不不同温度度的物体体，其释释放的红红外能量量的波长长是不一一样的，因因此红外外波长与与温度的的高低是是相关的的。 在被动动红外探探测器中中有两个个关键性性的元件件，一个个是热释释电红外外传感器器(PIIR)，它它能将波波长为88一122um之之间的红红外信号号变化转转变为电电信号，并并能对自自然界中中

21、的白光光信号具具有抑制制作用，因因此在被被动红外外探测器器的警戒戒区内，当当无人体体移动时时，热释释电红外外感应器器感应到到的只是是背景温温度，当当人体进进人警戒戒区，通通过菲涅涅尔透镜镜，热释释电红外外感应器器感应到到的是人人体温度度与背景景温度的的差异信信号，因因此，红红外探测测器的红红外探测测的基本本概念就就是感应应移动物物体与背背景物体体的温度度的差异异。 另另外一个个器件就就是菲涅涅尔透镜镜，菲涅涅尔透镜镜有两种种形式，即即折射式式和反射射式。菲菲涅尔透透镜作用用有两个个:一是是聚焦作作用，即即将热释释的红外外信号折折射（反反射）在在PIRR上，第第二个作作用是将将警戒区区内分为为若干个个明区和和暗区，使使进入警警戒区的的移动物物体能以以温度变变化的形形式在PPIR上上产