第章单片机技术概述及单片机芯片AC

第2章单片机技术概述及单片机芯片AT89C512.1单片机技术概述单片机简介单片机是一种集成电路芯片，采集超大规模集成电路技术把具有数据处理能力（如算数运算、逻辑运算、数据传送、中断处理）的微型处理器,随机存取数据存储器（RAM）、只读程序存储器（ROM）、输入/输出电路（I/O）,可能还包括定时/计数器、串行通信口（SCI）、显示驱动电路（LCD或LED驱动电路）、脉宽调制电路（PWM）、模拟多路转化器及A/D转化器等电路集成到一片芯片上，构成一个最小而又完善的计算机系统。这些电路能在软件的控制下准确、迅速、高效的完成程序设计者事先规定的任务。由此看来，单片机有着微处理器所不具备的功能，它可以单独地完成现代工业控制所要求的智能化控制功能，这是单片机最大的特征。然而单片机又不同于单板机，芯片在没有开发前，它只是具备功能极强的超大规模集成电路，如果赋予它特定的程序，它便是一个最小的完整的微型计算机控制系统，它与单板机或个人电脑（PC）有着本质的区别。单片机的应用属于芯片级应用，需要用户了解单片机芯片的结构和指令系统，以及其它集成电路应用技术和系统设计所需的理论与技术，用这样特定的芯片设计应用程序，从而使该芯片具备特定的功能。不同的单片机有着不同的硬件特征和软件特征，即它们的技术特征均不尽相同，硬件特征取决于单片机芯片的内部结构，用户要使用某种单片机，必须了解该型产品是否满足需要的功能和应用系统所要求的特性指标。这里的技术特征包括功能特性、控制特性和电气特性等等，这些信息需要从生产厂商的技术手册中得到。软件特性是指指令系统特性和开发支持环境，指令特性即我们熟悉的单片机的寻址方式、数据处理和逻辑处理方式，输入输出特性及对电源的要求等等。开发支持的环境包括指令的兼容及可移植性，支持软件（包括可支持开发应用程序的软件资料）及硬件资料。要利用某型号单片机开发自己的应用系统，掌握其结构特性和技术特性是必需的。单片机的应用极为广泛，它涉及智能仪器仪表、工业控制、计算机网络和通信以及医用设备等领域。它以无与伦比的高性能、低价位赢得了广大电子开发者的喜爱。单片机的应用意义远不限于它的应用范畴或由此带来的经济效益，更重要的是它已从根本上改变了传统的控制方法和设计思想，是控制技术的一次革命，是一个重要的里程碑。单片机发展概况单片机诞生于20世纪70年代。所谓单片机是利用大规模集成电路技术把中央处理单元（CenterProcessingUnit,CPU）和数据存储器、程序存储器及其I/O通信口集成在一块芯片上，构成一个最小的计算机系统，而现代的单片机则加上了中断单元、定时单元及A/D转换等更复杂、更完善的电路，使得单片机的功能越来越强大，应用更广泛。20世纪70年代，微电子技术正处于发展阶段，集成电路属于中规模发展时期，各种新材料新工艺尚未成熟，单片机仍处在初级的发展阶段，元件集成规模还比较小，功能比较简单，一般均把CPU、RAM，有的还包括了一些简单的I/O口集成到芯片上，像Farichild公司就属于这一类型，它还需配上外围的其他处理电路才构成完整的计算系统。类似的单片机还有Zilog公司的Z80处理器。1976年Inter公司推出了MCS-48单片机，这个时期的单片机才是真正的8位单片微型计算机，并推向市场。它以体积小、功能全、价格低赢得了广泛的应用，为单片机的发展奠定了基础，成为单片机发展史上重要的里程碑。在MCS-48的带领下，其后，各半导体公司相继研制和发展了自己的单片机，像Zilog公司的Z8系列。到了20世纪80年代初，单片机已发展到了高性能阶段，像Inter公司的MCS-51系列，Motorola公司的6801和6802系列，Rockwell公司的6501及6502系列等，此外，日本的著名电气公司NEC和HITACHI都相继开发了具有自己特色的专用单片机。20世纪80年代，世界各大公司均竞相研制出品种多，功能强的单片机，约有几十个系列，300多个品种，此时的单片机均属于真正的单片化，大多集成了CPU、RAM、ROM、数目繁多的I/O接口、多种中断系统，甚至还有一些带A/D转换器的单片机。单片机的分类目前，单片机技术已经十分成熟，单片机产品也种类繁多，性能各异。通常可按照指令集、制造工艺、片内存储器与所能处理的数据宽度等几个方面的差异来对单片机进行分类。1、按指令集分类单片机中的中央处理器是依靠指令来计算和控制整个系统的，中央处理器在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配合的指令系统。指令集，顾名思义就是中央处理器在指令的集合。单片机从指令集的角度可分为CISC(复杂指令集)单片机与RISC(精简指令集)单片机两大类。曾CI页SC拥单片牲机内海部结耐构是午传统愉的冯测.诺固依曼离（v赶on酬N且eu缓ma储nn集a畅rc梁hi束te停ct奴ur絮e）抬型结畜构，波该结蔽构中脂数据世与指双令共棚同使福用同僵一条妥总线打进行羽传输剖。C怕IS馋C单饺片机迷的指烘令丰骨富，墓功能是较强贼。但番这类豆单片摧机中菠，指哲令与馋数据骨的传已输操顷作不塑能同板时进膝行，福工作虽速度凝将受耗到一钞定的乡限制扮，而奶且价冲格也探相对武较高续。伐RI转SC贷单片铃机的胡内部弹结构顽是新迅型的阻哈佛现（H行ar问va站rd辛）型银结构上，即年双总蛋线型甚结构破。这克种结总构的降单片佛机内饰部，炊指令瞧总线虏与数禽据总毙线分临离，塔使得宋指令管与数侦据的及传输劣可以箱同时泥进行者，从忘而提徒高了怨单片仆机的恶运行六速度旦。宏一般朱在控鸭制关议系比灿较简他单的译小型列电路智中可消使用睡RI萌SC变单片戴机，秘而在规控制家关系难复杂属的环棋境中俭应采意用C并IS票C单液片机截。棍2、增按制芦造工棚艺分翁类男按芯盘片的绿制造互工艺欲，可眯将单血片机尾分为粉HM励OS循工艺辣和C浆HO涂MS窃工艺浩两大戒类。菜HM忌OS历工艺泊是指鞠高密同度短奔沟道缝的M就OS薪（金荒属氧惊化物样半导押体）浸工艺制，采胶用这眉种工归艺制扣造出谦的芯轧片具笔有高洋速度垦和高跨密度脸的特笔点；躁CH鉴MO唤S工巨艺是犯指互脊补金拿属氧扑化物欠的H咐MO跑S工喘艺，愁采用跪这种喝工艺抽制造辅出的缓芯片施除了膛具有帮HM馒OS剑型芯每片的损特点惊外，强还具拣有低刮功耗归的特趋点。球通常族型号屈中带荷有跳“闪C余”泛字样巷的单慢片机叮为C湾HM织OS壤型，煤其余染则为皆HM高OS乳型。纽例如胆80至51腰单片荷机就肠是H禾MO斤S型狼，而挨80妻C5丹1则忍是C泥HM堆OS够型。膝3、妨按片休内程念序存腾储器奋分类请单片披机是冒通过倚指令而程序酷来控雨制各燕种电重路的副，这哭种指信令程幕序存饿储在烧程序涨存储娘器中泻。单乏片机优内部规的程用序存趟储器股称为两片内灶程序蚂存储绩器，暗按照脏片内完存储米器的屈结构弟，可根将单沫片机跨分为载：片价内无界RO霸M型建、片华内带威掩膜年RO传M型黄、片坏内E蜜PR贩OM快型、煎片内司一次却可编逝程型吹、片毫内带非Fl汤as社h型府等。刺下面狗对该涨分类伐中所谜出现涌的技屋术名强词进夏行解开释。倒RO摔M是倒只读回存储给器的衬缩写塞，这夺种存套储器恶中的蜡内容陕通过醉特殊谜方法均写入韵后就惯不能线随意富更新头，但功可以饼随时款读取需，而法且断凑电后充RO看M中害的内圆容仍稳然会喂被保怀留。创掩膜绸是一校种半差导体亡制造奔工艺蜂，一榆般R唯OM捏中的我内容衔是可爸以通钥过特鬼殊方碑法来限改变闯的，慌而掩荷膜R故OM溜中的皆内容舟则在弓出厂赔前写考好后明就无不法改组变。暂EP汽RO霜M是床可擦阴写、猛可编睁程的获只读牲存储雅器（惹Er蚁as伙ab售le分P悄ro粮gr趋am右ma模bl手e累Re泻ad淹_O卖nl薄y乌Me沟mo文ry罪）的撞缩写纱，它哈是一业种可准以重数复利肆用的改RO乱M。聚一次蔑可编缓程（设On泄e钟Ti外me隙P说ro筒gr唤am鸭，O济TP腾），悦是指闷仅允观许用裤户完经成一交次写习入操殖作。遍Fl是as幼h是述闪速盛存储馅器，胡简称亩闪存烤，是之一种暗可擦歇写、毒可编辉程的睡RO崭M。逢Fl塘as瓦h内预部包汤含I冰OS翠（一免种为予国际绵互联标服务文的操茄作系酱统）塑及微串代码酷。与执EP蛋RO示M相搂比，拖Fl桐as尝h的服存储乒速度洒更快大。尚4、丢按所级能处蔬理的灵数据数宽度品分类穷按照醉CP杏U一乡次可齿处理忆的数庭据宽盈度（姐数据辟的二痕进制朝位数晚），林单片省机可朱分为衔4位书机、盒8位监机、订16围位机键、3侄2位斤机和掏64膝位机许。目双前应掘用最脚广，挂需求崇量最额大的果机型劝是4剖位机鼓和8叨位机族。冷2.户1.递4餐常穷用单清片机驱简介压目前专，市亡场上谜常见处的单嘱片机功主要舞有以摄下几量个系路列。晨如图裹2-住1所丰示是唇各类钩芯片墙图2陵-1很作各类惩芯片醋1、膀51毕系列元单片茅机荐M怎CS桐_5神1系排列单端片机裤由I爪nt雀el堵公司盏生产庙，其页中8口05雷1是璃一系凶列的辈典型燃代表意。8寸05齿1单绞片机育推出狐后，孔很多端公司恶都购滥买了肯它的上内核成，使棉得以善80威51摩为内钳核的陡微控昏制器朱系列逗单片程机在父全世犹界的岩产量渐最大像，应坡用也化最为绵广泛柳。有点人推愉测8短05鼻1可嘉能最相终形讲成世册界上厉的标丘准M细CU搬芯片婆。礼2、厘AV辅R系专列单冬片机峰19币97妖年，称AT沿ME乏L公滴司为拨了充这分发鉴挥其塞Fl溜as丙h的傲技术谦优势依，推露出了望全新搞配置烦的精拦简指赶令集胁单片械机，南简称犯AV桶R。律该系党列单杂片机菠一进锋入市营场，唱就以箭其卓贤越的善性能备大受树欢迎想。仇3、只Mo绸to帆ro两la乞单片劈机膀Mo幅to穷ro两la栗是世倡界上离最大味的单膝片机垄厂商服。与富In著te烟l单珠片机肠相比腾，M舒ot慎or辉ol症a单曲片机胞的高荒频噪饰声低偏，抗口干扰柱能力死强，再更适浆合工沫作在瓣恶劣饱的环毁境。帆4、丽PI俭C系辟列单继片机撤PI哈C系惨列单器片机菠Mi幸cr蚂oc败hi伶p公泛司的弦产品天，其叙突出筐的特济点是倘体积工小，缺功耗叫低，目精简剪指令桃集，炎抗干毁扰性墨好，贡可靠野性高延，有伟较强厌的模肿拟接傍口，棋代码似保密没性好子。在竹一些匙小型丽的应趴用中筑，比鉴传统拨的5范1单贡片机范更加柿灵活洗，因填而也坊得到探了广什泛的虽应用讲。萍5、击MD姻T2涂0X宾X系沿列单戴片机巧MD端T2液0X更X系迹列是忠由M令ic烧on住公司戴生产裕的工娃业级挖OT暴P（刷一次展性可随编程座）单裳片机页，该缴系列闻单片彼机与堵PI悲C系鉴列的冬管脚京一致婶。我害国海畏尔集咽团的济电冰辆箱控爹制器狐、T麻CL权的通添信产魄品就取采用侄这种助单片痛机。抱6、盼SX工系列坝单片条机哪SX剑系列并单片娇机是培8位萌RI幻SC趴结构串的单萍片机察，由胀Sc闸en缘ix携公司瞎推出短。S虚X系看列单狂片机稍与I气nt漫el蜜公司失的P饭en球ti伴um大Ⅱ且等一敏起被若《E筝le毅ct恢ro管ni糖c岭In极du马st变ry遵Y教ea槐rb泼oo虏k源19伸98宪》（洋电子羡工业冷年鉴绿19育98传）评天选为驻19血98酿年世酸界十患大处栋理器拾。S瘦X系贺列单贤片机盖采用尿双时司钟设剂置，牲其指病令运激行速钉度可剧达5毅0/劝75供/1讨00巾MI迅PS周(M您IP挪S指广每秒条执行推百万娇条指希令)烧。惕7、绞SM驻C系桥列单守片机优EP三SO竹N公价司生赛产的坦SM恩C系超列单省片机老以低联电压肚、低挽功耗屈和内引置L邪CD心（液探晶显健示器姻）驱织动器随特点浊而受配到市辫场的她欢迎逆，其普广泛云应用周于工姓业控顽制、掘医疗左设备艺、家娇用电洪器、炸仪器托仪表乒、通拳信设锻备和竖手持佛式消徒费类荷产品床等领洒域。爪8、乔Z8臭系列喷单片驼机作Z8远系列花单片秃机是酷Zi妨lo暂g公诚司的段产品晌，该贷系列备单片盼机的经开发染工具们价廉适物美铲，价凑格便中宜，础主要旧面向下低端需应用恢。嚼通过决以上咐单片辈机的柱简介慎，8济05苗1单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