2 单片机技术简介
2.1 单片机介绍
单片机是将计算机的中央处理器(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储
器(ROM)、多中输入输出接口(I/O)、定时器/记数器(TIMER/Counter)、中断
(Interruption)系统等集成在一块芯片上,因此,被称为单片机微型计算机,简
称单片机。单片机是针对控制与检测应用而设计的,又称为微控制器(MCU)。另
外,由于它可以很容易的嵌入到各种仪器和现场控制设备中,因此也叫嵌入式微
控制器。
单片机具有以下几个特点:
(1)集成度高、功能强。单片机在一块芯片上集成了 CPU、RAM、ROM、I/O
接口等资源,在芯片上还包含了中断系统、串行通信接口、定时器/计数器等功
能部件,芯片功能强、体积小、集成度高。
(2)具有较高的性价比。单片机尽可能的把应用所需要的各种资源集成在
一块芯片内,性能高,但是价格却相对低廉。
(3)抗干扰能力强。单片机是面向工业检测控制环境设计的,因此,抗噪
声干扰能力较强。程序固化在 ROM 类型的存储器中不易被破坏;许多资源集成在
一个芯片上,可靠性高。
自 20 世纪 70 年代单片机问世以来,它共经历了 5 个发展阶段。
(1)第一阶段:单片机的萌芽阶段,由 Intel 公司推出了 4 位微处理器
Intel4004,并且配有随机存储器,只读存储器和移位寄存器芯片,构成了第一
台 MCS-4 微型计算机。随后又研制了 8 位微处理器 Intel8008。
(2)第二阶段:初级单片机阶段,1976 年 Intel 公司推出了真正意义上的
单片机 MCS-48 系列,采用了 8 位 VPU、8 位并行 I/O 接口\8 位定时记数器,RAM
和 ROM 等集成于一块半导体芯片上的单片结构。
(3)第三阶段:高性能单片机阶段,这一阶段推出的高性能 8 位单片机,
不仅存储容量和寻址范围大,而且普遍带有串行口、多级中断处理系统、多个 16
位定时器/记数器,有的单片机的片内还带有 A/D 转换接口。指令系统普遍增设
了乘除法。
(4)第四阶段:8 位单片机巩固发展及 16 位单片机推出阶段。
(5)第五阶段:单片机在集成度、功能、速度、可靠性、应用领域等方面
全方位的向更高水平发展。
2.2 MCS-51 单片机组成及结构
MCS-51 系列单片机的硬件结构基本相同,主要区别在于芯片上 ROM 的形式
和配置。8031 上不含 ROM,8051 上含有 KB ROM,8751 上含有 4KB EPROM。8051
是 MCS-51 系列单片机的早期产品之一,也是其他 8051 系列单片机的核心。