单片机概述
单片机是计算机技术的重要组成部分,广泛应用于各种电子产品和自动控制系统中。本文将从单片机的基本概念、发展概况、MCS-51系列单片机的发展、主流单片机系列简介等方面对单片机进行概述。
1.1 单片机的基本概念
单片机是一种微型计算机,可以将 CPU、存储器、定时器/计数器、中断系统、输入/输出接口电路等计算机的主要部件集成在一块芯片上。单片机的典型结构包括 CPU、存储器、定时器/计数器、中断系统、输入/输出接口电路等。
1.1.1 什么是单片机?
单片机是一种微型计算机,可以将 CPU、存储器、定时器/计数器、中断系统、输入/输出接口电路等计算机的主要部件集成在一块芯片上。单片机的出现使得计算机的体积缩小,功能增强,成本降低。
1.1.2 微控制器 MCU
微控制器(MicroController Unit,MCU)是一种带有微处理器、存储器和输入/输出接口的芯片。MCU 可以独立地执行指令,控制外部设备,并且可以与外部设备进行交互。
1.1.3 单片机的使用
单片机开发环境是指一种在 PC 机上的软件,通常它具有编辑程序、交叉编译、生成执行代码文件的功能。单片机开发语言有汇编语言和 C 语言。 MCS51 系列单片机可以使用 Keil μVision 集成开发环境,AVR 系列单片机可以使用 AVR Studio 集成开发环境。
1.2 单片机的发展概况
单片机的发展可以分为五个阶段:探索阶段、高性能单片机阶段、新平台阶段、高性能单片机阶段、新一代高性能单片机阶段。
1.2.1 单片机的发展历史
第一阶段(1976-1978):探索阶段,Intel 公司的 MCS-48 是第一款单片结构的微型计算机。在一块芯片内集成了 8 位 CPU、定时/计数器、并行 I/O 口、RAM 和 ROM 等。
第二阶段(1978-1982):高性能单片机阶段,8 位单片机:Zilog 公司的 Z8 系列,Intel 公司的 MCS-51 系列,Motorola 公司的 6801 和 6802 系列等。
第三阶段(1982-1990):新的平台,16 位单片机:Intel 的 MCS96 系列为代表,集成了 CPU、RAM、ROM、多种的 I/O 接口、多种中断系统等。
第四阶段(1990-2000):新的高性能的单片机不断出现,新单片机普遍采用 RISC 架构,向高速、高集成度、数模混合、超低功耗方向发展。
第五阶段(2001-):32 位微控制器应用日益广泛,许多应用场合在单片机上大量使用 RTOS(实时操作系统),Embedded System 获得较大发展。
1.2.2 MCS-51 系列单片机的发展
Intel 公司于 1980 年推出 8 位的 8051 单片机,称为 MCS-51 系列。Atmel 公司,ROM 为 Flash,即 AT89 系列。Philips 半导体公司(现为 NXP),ADI 公司,ADuC8x 系列单片机,SOC 等。
1.2.3 现阶段主流单片机系列简介
4 位单片机一般用于大量生产领域,主要是要求控制功能简单的电子玩具、家用电器等,开发时一般采用汇编(ASM)语言编写程序。
8 位主流单片机的种类很多,如 Intel MCS-51 兼容单片机,Microchip PIC16C5X/6X/7X/8X 系列,Freescale 68HC908、68S08 系列,Atmel AVR 系列等。
16 位主流单片机,如 Intel MCS96 系列,Microchip PIC17C、PIC18C 系列,Freescale 68HC11、68HC12 系列等。
单片机是计算机技术的重要组成部分,广泛应用于各种电子产品和自动控制系统中。了解单片机的基本概念、发展概况、MCS-51 系列单片机的发展等知识点对学习和应用单片机非常重要。