單片 機(jī) 知 識(shí) 簡(jiǎn) 介

在計(jì)算機(jī)出現(xiàn)以前，有不少能工巧匠做出了不少精巧的機(jī)械。進(jìn)入電器時(shí)代后，人們借助電氣技術(shù)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制機(jī)械，自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)甚至自動(dòng)工廠(chǎng)，并且大大地發(fā)展了控制理論。然而，在一些大中型系統(tǒng)中自動(dòng)化結(jié)果均不理想。只有在計(jì)算機(jī)出現(xiàn)后，人們才見(jiàn)到了希望的曙光。如今借助計(jì)算機(jī)逐漸實(shí)現(xiàn)了人類(lèi)的夢(mèng)想。但是，計(jì)算機(jī)出現(xiàn)后的相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里，計(jì)算機(jī)作為科學(xué)武器，在科學(xué)的神圣殿堂里默默地工作，而工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)控領(lǐng)域并沒(méi)有得到真正的應(yīng)用。只有在單片機(jī)（Microcontroller)出現(xiàn)后，計(jì)算機(jī)才真正地從科學(xué)的神圣殿堂走入尋常百姓家，成為廣大工程技術(shù)人員現(xiàn)代化技術(shù)革新，技術(shù)革命的有利武器。目前，單片機(jī)在民用和工業(yè)測(cè)控領(lǐng)域得到最廣泛的應(yīng)用。彩電，冰箱，空調(diào)，錄像機(jī)，VCD，遙控器，游戲機(jī)，電飯煲等無(wú)處不見(jiàn)單片機(jī)的影子，單片機(jī)早已深深地溶入我們每個(gè)人的生活之中。

單片機(jī)能大大地提高這些產(chǎn)品的智能性，易用性及節(jié)能性等主要性能指標(biāo)，給我們的生活帶來(lái)舒適和方便的同時(shí)，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上也極大地提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

單片機(jī)按用途大體上可分為兩大類(lèi)： 1,通用型單片機(jī) 2,專(zhuān)用型單片機(jī)

專(zhuān)用型單片機(jī)是指用途比較專(zhuān)一，出廠(chǎng)時(shí)程序已經(jīng)一次性固化好，不能再修該的單片機(jī)。例如電子表里的單片機(jī)就是其中的一種。其生產(chǎn)成本很低。

通用型單片機(jī)的用途很廣泛，使用不同的接口電路及編制不同的應(yīng)用程序就可完成不同的功能。小到家用電器儀器儀表，大到機(jī)器設(shè)備和整套生產(chǎn)線(xiàn)都可用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。
通用型單片機(jī)按位數(shù)分有4位機(jī),8位機(jī),16位機(jī)和32位機(jī)等等.按廠(chǎng)家分種類(lèi)就更多,我國(guó)目前最常用的單片機(jī)有如下幾家:
Intel--------- (MCS51系列,MCS96系列)
Atmel------- (AT89系列,MCS51內(nèi)核)
Microchip--- (PIC系列)
Motorola---- (68HCXX系列)
Zilog-------- (Z86系列)
Philips------ (87,80系列,MCS51內(nèi)核)
Siemens----- (SAB80系列,MCS51內(nèi)核)
NEC--------- (78系列)
Epson-------- (系列)

A 中央處理器

中央處理器是由運(yùn)算部件和控制部件組成。
a,運(yùn)算部件包括：算術(shù)邏輯部件ALU，布爾處理器，累加器ACC，寄存器B，程序狀態(tài)字PSW等等，該部件實(shí)現(xiàn)的功能是：數(shù)據(jù)的算術(shù)，邏輯運(yùn)算，位變量的處理和數(shù)據(jù)傳送。
b,控制部件包括：定時(shí)控制邏輯，指令寄存器，譯碼器以及信息傳送控制部件等等。

B 存儲(chǔ)器

存儲(chǔ)器包括：程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。
1,MCS51內(nèi)部有4K的程序存儲(chǔ)器，如果在實(shí)際運(yùn)用中內(nèi)存不夠的話(huà)，可以在此基礎(chǔ)上擴(kuò)展到64K大小，對(duì)于程序員來(lái)講，無(wú)論是內(nèi)部的EPROM，還是擴(kuò)展的程序存儲(chǔ)器是沒(méi)有什么區(qū)別的，在MCU內(nèi)部有一個(gè)十六位的程序記數(shù)器PC可以尋址片內(nèi)及片外的EPROM。

2,MCU51有128字節(jié)的RAM，也可以外接RAM電路，是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的容量達(dá)到64K字節(jié)如圖：

在00H--1FH單元：共32字節(jié)的緩沖區(qū)，分為四組，每組為8個(gè)工作寄存器R0--R7，由PSW.3和PSW.4決定使用哪個(gè)組。若在實(shí)際使用中，不需要四組工作寄存器的話(huà)，那么這個(gè)區(qū)域的多余的單元可以作為一般的數(shù)據(jù)緩沖器使用。

在20H--2FH單元：共16字節(jié)的緩沖區(qū)，其中每一個(gè)字節(jié)的每一位都有一個(gè)位地址，他們占據(jù)地址空間0--7FH
，一般在這個(gè)16*8位的單元里，用于存放各種程序標(biāo)志，位控制變量。

在30H--7FH單元：是數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，在中斷系統(tǒng)中，往往需要一個(gè)堆棧來(lái)保護(hù)CPU的現(xiàn)場(chǎng)，這個(gè)堆棧一般設(shè)在
30--7FH單元里，并且棧指針SP指出棧頂?shù)奈恢谩５菑?fù)位以后（SP）為07H，所以一般應(yīng)對(duì)SP初始化。

總結(jié)：內(nèi)部RAM中，除了作為工作寄存器，位標(biāo)志和堆棧區(qū)以外的單元，都可以數(shù)據(jù)緩沖區(qū)使用，存放輸入的
數(shù)據(jù)或運(yùn)算的結(jié)果。

C。特殊功能寄存器（如圖）

特殊功能寄存器包括：I/O鎖存器，串口數(shù)據(jù)緩沖器，定時(shí)/記數(shù)器，以及各種控制寄存器和狀態(tài)寄存器。
以上圖中可以看到特殊功能寄存器是離散的分布在80--FFH中，其中凡是字節(jié)地址能被8整除的特殊功能寄存器都具有位地址，CPU可以對(duì)他們進(jìn)行位操作。此處就不具體列出了，如用到的話(huà)，可以參看《單片機(jī)的應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)》。