单片机与嵌入式基础：MCU详解

"这篇资料是关于单片机和嵌入式基础知识的整理，适用于考试复习。" 在电子技术领域，单片机是一种微型计算机系统，它将CPU、内存、输入/输出(I/O)接口等核心组件集成在一个单一的芯片上，也被称为微控制器(MCU)。单片机的应用广泛，常见于各种自动化设备、家用电器、汽车电子系统等。根据设计架构，单片机可以分为两类：CISC（复杂指令集计算）和RISC（精简指令集计算）。例如，51系列单片机属于CISC内核，而PowerPC内核或AT90系列则采用RISC内核。 单片机的核心部分是中央处理器(CPU)，它包括运算电路和控制电路两个主要部分。运算电路主要包括ALU（算术逻辑单元）、ACC（累加器）、B寄存器、状态寄存器以及多个暂存器，负责执行算术和逻辑运算。位处理器是单片机中实现位操作的关键，能够进行置位、复位、逻辑运算等位操作，对于实现控制功能至关重要。控制电路则包含一系列寄存器和电路，如程序计数器PC、指令寄存器、指令译码器等，负责取指令、译码并协调整个系统的运行。 MCS-51系列单片机是经典的8位单片机，通常采用40脚DIP封装。在硬件连接方面，有以下几个关键引脚： - Vcc和Vss分别代表电源正负极，分别为+5V和接地。 - XTAL1和XTAL2是晶振连接引脚，用于提供系统时钟。 - ALE（地址锁存允许）在系统扩展时控制地址锁存器，使数据和低位地址能复用。 - PSEN（外部程序存储器读选通信号）低电平时读取外部程序存储器。 - EA（程序存储器地址允许输入端）控制程序执行位置，高电平执行片内程序，低电平执行片外程序。 - RST（复位信号）在高电平持续两个机器周期后，可对单片机进行复位操作。 - P0到P3是输入/输出口引脚，用于与外部设备交互。 单片机内部还包含一个256字节的RAM，分为用户数据区和专用寄存器区。通用寄存器区提供32字节的存储空间，分为四组，每组8个寄存器，便于数据处理和存储。 了解这些基本概念是学习单片机编程和嵌入式系统设计的基础，对于准备考试或者实际项目开发都非常关键。掌握好单片机的硬件结构和工作原理，能够帮助我们更好地编写代码，控制硬件，并解决实际问题。