单片机基础知识概述
第一章 单片机基础知识
第一章单片机入门知识概述1.1 单片机的发展历程单片机的应用在后PC时代得到了前所未有的发展，但对处理器的综合性能要求也越来越高。
综观单片机的发展，以应用需求为目标，市场越来越细化，充分突出以“单片”解决问题，而不像多年前以MCS51/96等处理器为中心，外扩各种接口构成各种应用系统。
单片机系统作为嵌入式系统的一部分，主要集中在中、低端应用领域（嵌入式高端应用主要由DSP、ARM、MIPS等高性能处理器构成），在这些应用中，目前也出现了一些新的需求，主要体现在以下几个方面：（1）以电池供电的应用越来越多，而且由于产品体积的限制，很多是用钮扣电池供电，要求系统功耗尽可能低，如手持式仪表、水表、玩具等。
（2）随着应用的复杂，对处理器的功能和性能要求不断提高。
既要外设丰富、功能灵活，又要有一定的运算能力，能做一些实时算法，而不仅仅做一些简单的控制。
（3）产品更新速度快，开发时间短，希望开发工具简单、廉价、功能完善。
特别是仿真工具要有延续性，能适应多种MCU，以免重复投资，增加开发费用。
（4）产品性能稳定，可靠性高，既能加密保护，又能方便升级。
1. 单片机技术的发展特点自单片机出现至今，单片机技术已走过了近20年的发展路程。
纵观20年来单片机发展历程可以看出，单片机技术的发展以微处理器(MPU)技术及超大规模集成电路技术的发展为先导，以广泛的应用领域拉动，表现出较微处理器更具个性的发展趋势。
（1）单片机寿命长这里所说的长寿命，一方面指用单片机开发的产品可以稳定可靠地工作十年、二十年，另一方面是指与微处理器相比的长寿命。
随着半导体技术的飞速发展，MPU更新换代的速度越来越快，以386、486、586为代表的MPU，很短的时间内就被淘汰出局，而传统的单片机如68HC05、8051等年龄已有20岁以上，产量仍是上升的。
这一方面是由于其对相应应用领域的适应性，另一方面是由于以该类CPU为核心，集成以更多I/O功能模块的新单片机系列层出不穷。
单片机概述
说明：
不同位数的单片机同时存在，各有市场，适 用于不同场合
第1章 概 述
单片机技术的发展
1、体系结构的变化
SCM
SOC： SCM： MCU：
MCU
SOC
一块单片机芯片就是一个比较完整的小型控制系统 寻求单片形态的嵌入式系统的最佳体系结构 芯片包含完整的硬件系统和嵌入式软件 Philips公司的80C51是MCU的典型代表 MCS-51是SCM的典型代表 C8051F
计算机
高速运算 数据分析与处理 存储器容量
增强控制功能 提高工业环境下的可靠性 灵活方便
通用计算机
单片机
第1章 概 述
微机组成结构框图
第1章 概 述
单片机组成框图
实 时 控 制 器 件
定时器/计数器 中断控制 微型计 ADC、DAC 根据需要 算机 PWM 而定 电压比较器 看门狗、DMA 串行口、传感器等 I2C、SPI等外部串行总线接口
单片机
全称为单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)
微控制器(Microcontroller Unit)或嵌入式控制器(Embedded Controller)
将微处理器(CPU)、存储器、I/O接口电路和相应实时控制器件
集成在一块芯片上，称其为单片微型计算机，简称单片机。
第1章 概 述
单片机技术的发展
2、单片机的速度越来越快 采用锁相环技术或内部倍频技术 3、低电压与低功耗 2.7V 2.2V 1.8V
0.9V
双电源供电： I/O口，芯片内部
第1章 概 述
单片机技术的发展
4、低噪声与高可靠性技术 WDT：看门狗 5、OTP与掩膜 OPT：(One Time Programmable) 一次性编程 6、MTP向OTP挑战 MTP：(Multiple Time Programmable) 可多次编程
单片机基础知识
6.3 单片机的发展
MCS-51系列单片机中，有两个子系列：51子系列、52子系列。 51子系列：
8051、8751和8031三个型号，后来经过改进产生 了80C51、87C51和80C31三个型号； 52子系列：
8052、8752和8032三个型号，改进后的型号是 80C52、87C52和80C32。
C2 22μF
8031 8051 8751
R1
（a）上电复位电路
（b）按键电平复位电路
80C51复位电路
（c）按键 脉冲复位电路
二、单片机的结构和原理
1 单片机的硬件结构
时钟源
T0 T1
时钟电路 SFR和RAM 存储器
定时/计数器
CPU
系统总线
并行I/O口
串行I/O口
中断系统
P0 P1 P2 P3
O接口P0～P3。 2. 它们都是双向端口，每个端口各有8条I/O线。 3. P0-P3口四个锁存器同RAM统一编址，可作为SFR来寻址。
2 单片机引脚及其功能
MCS-51系列如8051.8751和 8031均采用40引脚双列直插封装 （Dual In-line Package,DIP） 方式。因受到引脚数目的限制， 有不少引脚具有第二功能。
MCS-51单片机引脚如图所示
2 单片机引脚及其功能 MCS-51单片机 40引
脚，可分为端口线、电源 线和控制线三类。
1.端口线（4×8=32条）
P0.0~P0.7、P1.0~P1.7、P2.0~P2.7、 P3.0~P3.7
2.电源线（2条） VCC为+5V电源线，VSS接地
3.控制线（6条）
单片机应用基础
一 、单片机概述与结构
（完整版）单片机知识点总结
（完整版）单⽚机知识点总结单⽚机考点总结1.单⽚机由CPU、存储器及各种I/O接⼝三部分组成。
2.单⽚机即单⽚微型计算机，⼜可称为微控制器和嵌⼊式控制器。
3.MCS-51系列单⽚机为8位单⽚机，共40个引脚，MCS-51基本类型有8031、8051和8751.（1）I/O引脚（2）8031、8051和8751的区别: 8031⽚内⽆程序存储器、8051⽚内有4KB程序存储器ROM、8751⽚内有4KB程序存储器EPROM。
（3）4.MCS-51单⽚机共有16位地址总线，P2⼝作为⾼8位地址输出⼝，P0⼝可分时复⽤为低8位地址输出⼝和数据⼝。
MCS-51单⽚机⽚外可扩展存储最⼤容量为216=64KB，地址范围为0000H—FFFFH。
（1.以P0⼝作为低8位地址/数据总线；2.以P2⼝作为⾼8位地址线）5.MCS-51⽚内有128字节数据存储器（RAM），21个特殊功能寄存器（SFR）。
（1）MCS-51⽚内有128字节数据存储器（RAM），字节地址为00H—7FH;00H—1FH: ⼯作寄存器区；00H—1FH: 可位寻址区；00H—1FH: ⽤户RAM区。
（2）21个特殊功能寄存器（SFR）（21页—23页）;（3）当MCS-51上电复位后，⽚内各寄存器的状态，见34页表2-6。
PC=0000H, DPTR=0000H, Acc=00H, PSW=00H, B=00H, SP=07H,TMOD=00H, TCON=00H, TH0=00H, TL0=00H, TH1=00H,TL1=00H, SCON=00H, P0～P3=FFH6. 程序计数器PC：存放着下⼀条要执⾏指令在程序存储器中的地址，即当前PC值或现⾏值。
程序计数器PC是16位寄存器，没有地址，不是SFR.7. PC与DPTR的区别：PC和DPTR都⽤于提供地址，其中PC为访问程序存储器提供地址，⽽DPTR为访问数据存储器提供地址。
单片机基础知识
单片机基础知识1.一个完整的微机系统由硬件和软件两大部分组成2.微型计算机的性能指标：字长、运算速度、存储容量、软件配置、外设扩展能力字：一组二进制数，字长：该二进制数的位数，字长越大，计算机处理数据越快运算速度：表达方式：cpu主频，越高，运算速度越快存储容量：内存储容量（cpu直接访问存储器）、外存储容量（硬盘容量）2.计算机系统：硬件系统（冯.诺依曼结构）（运算器、存储器、控制器、输入输出设备）、软件系统（运行程序和相应文档)3.CPU主要组成部分：运算器、控制器ALU运算器核心、累加器A、标志寄存器FR（C进、借位，OF溢出标志）、（不影响标志位CY的指令：INC A）寄存器组RS、控制器CU（pc程序计算器、ir指令寄存器、id指令译码器）4.存储器：RAM、ROM，其中RAM 具有易失性，常用于存储临时性数据存储器的地址范围是0000H~0FFFH，它的容量为4KB （16*16*16=4*1024）5.总线bus：传递信息的公共通信公道片总线、内总线、外总线地址总线（AB）、控制总线（CB）、数据总线（DB）6.单片机（芯片）包括五部分：运算器、存储器、控制器、输入部分、输出部分8051：8位单片机8031：复位后，PC和SP为：0000H、07H7.二进制B、八进制O、十进制D、十六进制H8.原码、反码、补码、压缩BCD码9.单片机引脚：P1.0VCC（40引脚）P1.1P0.0P1.2P0.1P1.3P0.2P1.4P0.3P1.5P0.4P1.6P0.5P1.7P0.6RST P0.7RXD EA/VPPTXD ALE/PROGITR0PSDEITR1P2.7T0P2.6T1P2.5WR P2.4RD P2.3XTAL2P2.2XTAL1P2.1GND P2.0（21引脚）10.I/O接口：P0.0-P0.7、P1.0-P1.7、P2.0-P2.7、P3.0-P3.711.XTAL1、XTAL2：振荡输入接口12.RST：复位信号端口，高电平有效。
51单片机知识点总结
51单片机知识点总结51单片机是一种广泛应用于嵌入式系统开发的微处理器。
它具备低功耗、易编程、高集成度等优势，被广泛应用于各种领域，如电子产品、通信、汽车等。
本文将对51单片机的相关知识点进行总结，供读者参考。
1. 51单片机概述51单片机是由Intel公司于1980年推出的，它的名称来源于其内部的8位数据总线宽度，即51（5位地址总线和8位数据总线）。
它具备一定的计算能力和I/O接口，可通过编程实现各种功能。
2. 51单片机基本结构51单片机的基本结构包括CPU核心、内存、I/O接口、定时器/计数器、串口等。
CPU核心负责指令执行和数据处理，内存用于存储程序和数据，I/O接口用于与外部设备进行数据交互，定时器/计数器用于产生精确的时间延迟，串口用于与其他设备进行通信。
3. 51单片机的存储器51单片机的存储器包括ROM、RAM和特殊功能寄存器。
ROM用于存储程序代码，RAM用于存储数据。
特殊功能寄存器是一种特殊用途的寄存器，用于访问和控制单片机的各种功能。
4. 51单片机的指令系统51单片机的指令由操作码和操作数组成。
操作码表示要执行的操作类型，操作数表示操作的目标。
常见的指令包括数据传输指令、算术运算指令、逻辑运算指令、控制转移指令等。
5. 51单片机的I/O编程51单片机通过I/O接口与外部设备进行数据交互。
I/O编程涉及到输入输出口的初始化、数据传输、中断处理等。
通过编程控制I/O口状态，可以实现数据的输入和输出。
6. 51单片机的定时器/计数器51单片机内置了多个定时器/计数器，用于产生精确的时间延迟和计数功能。
定时器/计数器可以用于产生定时中断、测量外部信号的频率和脉宽等。
7. 51单片机的串口通信51单片机通过串口与其他设备进行通信。
串口通信涉及到波特率设置、数据传输、中断处理等。
通过串口通信，可以实现单片机与计算机、传感器等设备的数据交互。
8. 51单片机的中断系统51单片机内置了中断系统，用于处理外部事件和优先级。
单片机12个基础知识点(两篇)
引言概述：单片机是嵌入式系统中常用的核心技术之一。
掌握单片机的基础知识点对于开发嵌入式系统和进行电子设计是至关重要的。
本文将详细阐述单片机的12个基础知识点，分为引脚相关、时钟与时序、中断、定时器与计数器、外设等五个大点进行阐述。
正文内容：一、引脚相关1. 引脚功能和命名规则：介绍单片机引脚的功能和常见的引脚命名规则，例如VCC、GND、IO口等。
2. 引脚电气特性：讲解单片机引脚的电气特性，包括输入输出特性、驱动能力、承受电流等。
3. 引脚模式选择和配置：介绍引脚模式选择和配置的方法和注意事项，包括输入模式、输出模式、推挽模式、开漏模式等。
4. 上拉和下拉电阻：详细解释上拉和下拉电阻的作用和使用场景，以及如何配置上拉和下拉电阻。
5. 外设引脚映射：介绍如何将外设与单片机的引脚进行映射，以实现外设的功能。
二、时钟与时序1. 时钟源和时钟分频：讲解单片机时钟源的选择和配置，以及时钟分频的原理和应用。
2. 时钟周期和机器周期：详细介绍时钟周期和机器周期的概念和计算方法，以及它们对程序执行时间的影响。
3. 中断周期和中断优先级：解释中断周期的含义和计算方法，以及中断优先级的设置和处理方法。
4. 延时与定时：阐述如何利用单片机的时钟和定时器来实现精确的延时和定时功能。
5. 同步和异步操作：介绍同步和异步操作的区别和应用场景，以及如何通过设置和配置单片机来实现同步和异步操作。
三、中断1. 中断的概念和原理：解释中断的概念和原理，以及中断服务程序的编写和调用方式。
2. 中断向量表：介绍中断向量表的作用和组成方式，以及如何在单片机中设置中断向量表。
3. 外部中断和内部中断：详细阐述外部中断和内部中断的特点和使用方法，以及它们在嵌入式系统中的应用。
4. 中断屏蔽和中断优先级：讲解中断屏蔽和中断优先级的设置和应用，以实现对中断的管理和控制。
5. 中断标志和中断响应：解释中断标志和中断响应的机制和流程，以及如何正确地处理中断请求和中断事件。
单片机的简介
单片机的简介单片机（Microcontroller Unit，简称MCU）是一种集成了微处理器核心、存储器、输入输出接口和定时器等功能于一体的集成电路芯片。
它具有体积小、功耗低、成本低廉等特点，广泛应用于各种电子设备中。
本文将对单片机的基本特点、应用领域以及优缺点进行简要介绍。
一、单片机的基本特点单片机主要由中央处理器（CPU）、存储器、输入输出接口（I/O）和定时器等组成。
其核心部分是CPU，负责执行程序，处理数据。
常见的单片机有8位、16位和32位等不同位数的CPU。
存储器包括程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM），用于存储程序和数据。
输入输出接口（I/O）用于与外部设备进行通信，可实现数据输入、输出等功能。
定时器用于产生精确的时间延迟。
单片机具有体积小、功耗低的特点，由于其集成度高，外部元器件少，因此相对于传统的电路设计方案，可以大大减小产品体积和功耗。
此外，单片机具有较高的可编程性，可以根据需求进行程序设计，实现各种功能。
其性价比也较高，适合大规模生产。
二、单片机的应用领域由于单片机具有体积小、功耗低、成本低等特点，因此在各个领域都有广泛的应用。
1. 家电控制：单片机广泛应用于家用电器，如洗衣机、冰箱、电视等。
通过控制单片机，可以实现温度控制、计时器功能等。
2. 工业自动化：单片机在工业设备和自动化领域也有重要应用。
例如，可以通过单片机实现对机器设备的监控和控制，提高生产效率和质量。
3. 交通领域：单片机在交通领域有着广泛的应用，如智能交通信号灯、车辆控制系统等。
通过单片机的智能控制，可以提高交通流量和安全性。
4. 医疗设备：单片机在医疗设备中具有重要地位，如心电图仪、血压计等。
通过单片机的高精度控制和数据处理，可以提高医疗设备的性能和准确性。
5. 智能家居：随着物联网的发展，单片机在智能家居领域有着广泛应用。
通过单片机的控制，可以实现家庭安防、远程控制等功能。
三、单片机的优缺点1. 优点：a. 体积小、功耗低：由于单片机的集成度高，体积相对较小，适合应用于体积有限的电子设备中，并且其功耗低，有助于延长电池寿命。
单片机及控制-第一章单片机基础知识
关于逻辑高低电平： 1) 5V CMOS 、 HC 、 AHC 、 AC 中 ， 输 入 大 于 3. 5V 算 高 电 平 ， 输 入 小 于 1.5 V 算 低 电 平 ； 2) 5 V TTL 、 AB T 、 AHCT 、 HC T 、 ACT 中 ， 输 入 大 于 2 V 算 高 电 平 ， 输 入 小 于 0. 8V 算 低 电 平 ； 3) 3. 3V LV TTL 、 LV T 、 L VC 、 AL VC 、 LV 、 AL V T 中 ，输 入 大 于 2V 算高电平 | | 输 入 小 于 0. 8V 算 低 电 平 ；
【单片机的应用领域】 目前单片机渗透到我们生活的各个领域， 几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。 导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程 的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能 IC 卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像 机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。 更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应 用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。
AT89S52 具有以下标准功能：8K 字节 Flash，256 字节 RAM，32 位 I/O 口线，看门狗定 时器，2 个数据指针，三个 16 位定时器/计数器，一个 6 向量 2 级中断结构，全双工串行 口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持 2 种软件可选 择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许 RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工 作。掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一 个中断或硬件复位为止。
单片机知识点
第一章、绪论单片机定义：把CPU、寄存器、RAM/ROM、I/O接口等电路集成在一块集成电路芯片上，构成一个完整的微型计算机。
单片机特点：体积小、功耗低、性价比高；数据大都在片内传送，抗干扰能力强，可靠性高；结构灵活,应用广泛。
单片机发展趋势：数据位长1——>4——〉8-->16--〉32位；CPU处理能力和速度不断提高；增大片内RAM和ROM容量；增加片内I/O口和功能模块种类和数量；扩大对外部RAM/IO 口和程序存储器寻址能力；缩小体积，降低功耗。
单片机应用：控制应用：应用范围广泛，从实时性角度可分为离线应用和在线应用。
软硬件结合：软硬件统筹考虑，不仅要会编程，还要有硬件的理论和实践知识.应用现场环境恶劣：电磁干扰、电源波动、冲击震动、高低温等环境因素的影响。
要考虑芯片等级选择、接地技术、屏蔽技术、隔离技术、滤波技术、抑制反电势干扰技术等。
应用空间大：工业自动化、仪器仪表、家用电器、信息和通信产品、军事装备、物联网等领域。
第三章：MCS—51单片机结构与原理3。
1 MCS—51单片机的物理结构及逻辑结构51单片机的引脚定义：P0、P1、P2、P3（输入输出口）；RST（复位）/ VPD(后备电源引入端）；EA (读内/外ROM控制）/Vpp(编程电压）；ALE（地址低8位锁存）/ PROG(编程脉冲)；PSEN （外部ROM读选通信号)；XTAL1、XTAL2 （外接晶振端）Vcc （+5v电源）；Vss （地)逻辑结构--51单片机的系统结构图（教材P26）51单片机基本组成：一个8位微处理器CPU；数据存储器RAM和特殊功能寄存器SFR；内部程序存储器ROM；两个定时/计数器，用以对外部事件进行计数,也可用作定时器;四个8位可编程的I/O（输入/输出）并行端口;一个串行端口，用于数据的串行通信;中断控制系统;内部时钟电路。
MCS-51单片机的CPU：运算器:由8位算术逻辑运算单元ALU（Arithmetic Logic Unit）、8位累加器ACC（Accumulator)、8位寄存器B、程序状态字寄存器PSW（Program Status Word)、8位暂存寄存器TMP1和TMP2等组成。