微型计算机基础：8051单片机与嵌入式系统的连接

本文主要介绍了微型计算机的基础知识，特别是与8051单片机的连接，涵盖了微型计算机的历史发展、分类、特点、应用以及发展趋势。同时，文章提及了冯·诺依曼的计算机结构理论，并对不同类型的微型计算机进行了详细区分。 8051单片机是微计算机领域中一种广泛应用的芯片，它集成了中央处理器CPU、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、输入/输出I/O端口等多种功能于一个单一的集成电路。这种设计使得8051单片机在嵌入式系统中具有很高的灵活性和实用性。8051单片机的连接通常涉及以下几个方面： 1. **电源连接**：确保单片机得到正确的电压和电流供应，一般为5V。 2. **晶振连接**：提供时钟信号，以确定单片机的运行速度。 3. **复位电路**：用于初始化单片机，使其回到默认状态。 4. **存储器扩展**：如果需要更大的存储空间，可以外接EPROM或EEPROM。 5. **I/O接口**：连接各种外围设备如传感器、显示器、键盘等，通过GPIO引脚进行通信。 6. **编程接口**：通过编程器或调试器向单片机写入程序。 在实际应用中，8051单片机常用于控制系统的中心单元，例如自动化设备、家用电器、仪表仪器等。与8051的连接设计需要考虑以下几个关键点： - **硬件设计**：电路板布局要合理，确保信号完整性和抗干扰能力。 - **软件开发**：编写C语言或汇编语言程序，实现特定功能。 - **调试过程**：使用仿真器或调试工具检查和修正代码错误。 - **兼容性**：选择合适的外设芯片，确保与8051的兼容性。 - **系统优化**：考虑功耗、速度和成本等因素，优化系统设计。 微型计算机的发展历程展示了技术的快速进步，从早期的电子管计算机到现在的超大规模集成电路计算机，计算机性能不断提升，体积不断缩小。随着64位微处理器的出现，处理能力显著增强，这在8051单片机的应用中也有所体现，尽管其为8位架构，但可以通过外部扩展等方式提高处理复杂任务的能力。 在微型计算机的分类中，根据用途可分为通用机和专用机，根据字长分为4位至64位机，根据档次分为低、中、高档机，而根据组装形式和系统规模则有单片机、单板机和个人计算机等类型。单片机因其小巧、高效的特点，在嵌入式系统中扮演着重要角色，特别是在需要实时控制和低功耗的应用场合。 8051单片机是理解单片机原理和嵌入式系统基础的重要部分，其连接技术和应用广泛涉及到各个领域的设备控制。深入学习和掌握单片机知识，对于从事IT行业的工程师来说，是提升技能、解决问题的关键。