微型計算機即單片機，但最早出現的單片機是一位的，1976年Intel公司推出了8位的MCS-48系列單片機，它以體積小、控制功能全、價格低等特點，贏得了廣泛的應用和好評，為單片機的發展奠定了堅實的基礎，成為單片機發展史上一個重要階段，其后，在MCS-48成功的刺激下，許多半導體芯片在生產廠商競相研制和發展自己的單片機系列。到80年代末，世界各地已相繼研制出大約50個系列300多個品 |
種的單片機產品，其中包括Motorola公司的6801，6802，Zilog公司的Z-8系列，Rockwell公司的6501，6502等，此外，日本的NEC公司，日立公司等也不甘落后，相繼推出了各自的單片機品種。盡管目前單片機的品種很多，但是我過使用最多的是Intel公司的MCS-51單片機系列。MCS-51系列是在MCS-48的基礎上于20世紀80年代初發展起來的，雖然它是8位的單片機，但其功能較MCS-48有很大的增強。此外，它還具有品種全，兼容性強，軟硬件資料豐富等特點，因此應用愈加廣泛，成為比MCS-48更重要的單片機品種，直到現在，MCS-51仍不失為單片機的主流系列。 繼8位單片機之后，又出現了16位單片機，1983年Intel公司推出的MCS-96系列單片機就是其中的典型代表。與MCS-51相比，MCS-96不但字長增加一倍，而且在其他性能方面也有很大的提高，特別是芯片內還增加了一個4路或8路的10位A/D轉換器，使其具有A/D轉換的功能。縱觀單片機近30年的發展歷程，單片機今后將向多功能、高性能、高速度、低電壓、低功耗、低價格、外圍電路簡單化以及片內存儲器容量增加的方向發展。但其位數不一定會繼續增加，盡管現在已經有了32位單片機，但使用的并不多。可以預言，今后的單片機將是功能更強，集成度和可靠性更高而功耗更低，以及使用更方便等特點。此外，專用化也是單片機的一個發展方向，針對單一用途的專用單片機將會越來越多。 2.1.4 單片機應用領域 |
現在單片機的應用已經很廣泛，下面我們就一些典型方面進行介 |
紹。 1. 工業自動化方面 自動化能使工業系統處于最佳狀態，提高經濟效益，改善產品質量和減輕勞動強度。因此，自動化技術廣泛應用于機械、電子、電力、石油、化工、紡織、食品等輕重工業領域中，而在工業自動化技術中，無論是過程控制技術，數據采集和測控技術，還是生產線上的機器人技術，都需要要有單片機的參與。 在工業自動化的領域中，機電一體化技術將發揮愈來愈重要的作用，在這種集機械、微電子和計算機技術于一體的綜合技術中，單片機將發揮越來越大的作用。 2. 儀器儀表方面 現在儀器儀表的自動化和智能化要求越來越高，對此最好使用單片機來實現，而單片機的使用又將加速儀器儀表向數字化，智能化，多功能化和柔性化方向發展。 此外，單片機的使用還有助于提高儀器儀表的精度和準確度，簡化結構、減小體積及重量而易于攜帶和使用，并具有降低成本，增強抗干擾的能力，便于增加顯示、報警和自診斷等功能。 3. 家用電器方面 |
當前，家用電器產品的一個重要發展趨勢是不斷提高其智能化程度，而家電智能化的進一步提高就需要有單片機的參與，所以生產廠家常標榜“電腦控制”以提高其產品的檔次，例如洗衣機，電冰箱，空調機，微波爐，電視機和音像視頻設備等，這里說的電腦實際上就 |
是單片機。智能化家用電器將給我們帶來更大的舒適和方便，進一步改善我們的生活質量，把我們的生活變的更加豐富多彩。 4. 信息和通信產品方面 信息和通信產品的自動化和智能化程度很高，這當然離不開單片機的參與，例如計算機的外部設備和自動化辦公設備中，都有單片機在其中發揮著作用。 5. 軍事裝備方面 科技強軍、國防現代化離不開計算機，在現代化的飛機、軍艦、坦克、大炮、導彈火箭和雷達等各種軍用裝備上，都有單片機深入其中。 2.1.5 單片機的生產廠家和機型 Intel(美國英特爾) 公司：MCS-48，MCS-51系列。 Microchip（美國微晶）公司：PICI6XX，PIC54CXX系列。 Zilog(美國齊洛落)公司：ZS系列及SUPER8 Fairchild（美國仙童）公司：FS系列和3870系列 Motorola（美國摩托羅拉）公司：6801系列和6805系列 Rockwell（美國洛克威爾）公司：6500/1系列 TI（美國德克薩斯儀器）公司：TMS700 NS（美國國家半導體）公司：NS8070 RCA（美國無線電）公司：CDP1800系列 Panasonic（日本松下）公司：MN101C系列 NEC（日本電氣）公司：Ucom87,uPD7800系列 |
Hitachi（日本日立）公司：HD6301，HD6305，HD63L05系列； ATMEL公司：AT89C51系列 PHILIPS：87LPC系列 Cygnal：C8051F0系列 2.2 MCS-51 系列單片機介紹 2.2.1 80C51 芯片介紹 MCS-51的原生產廠商是Intel公司，最早推出80C51芯片的也是Intel公司，并且作為MCS-51的一部分，按原MCS-51芯片的規則命名，例如80C31、80C51、87C51和89C51，這樣我們就能很容易地認識80C51的系列芯片。 但是后來愈來愈多的廠商生產80C51的系列芯片，例如PHILIPS，ATMEL，LG，華邦等公司。這些芯片都是以80C51為核心并且與MCS-51芯片兼容，但它們又各具特點。然而由于生產廠家多，芯片的類型也很多，使芯片的命名無法再遵循統一的規律，造成我們辨認上的困難。例如PHILIPS公司生產的80C51系列芯片名稱分別為：80CXXX（ROM Less型），83CXXX（Mask ROM型）；Siemens公司命名為C500系列，芯片型號以”C5“打頭；而華邦公司則命名為W77C51系列和W78C51系列等等。 |
新一代80C51的兼容芯片，還在芯片中增加了一些外部接口功能單元，例如數/模轉換器，可編程計數器陣列，監視定時器，高速I/O口，計數器的俘獲/比較邏輯等，有些還在總線結構上也做了重大改進，出現了廉價的非總線型單片機芯片......。所有這些使新一代的 |
兼容芯片已遠非原來意義上的80C51了。 目前這些80C51的兼容芯片已開始在我國使用，其中尤以 PHILIPS公司的同名芯片80C51及其派生產品最受歡迎，而ATMEL公司的閃速存儲器型單片機芯片AT89C51等更是后來居上，大有取代傳統EPROM型芯片之勢。 2.2.2 80C51與8051的比較 首先，與8051兼容是對80C51芯片的最基本要求，以確保8位單片機MCS-51系列的繼續發展，兼容應包括指令，引腳信號，總線等多個方面，指令兼容能保證兩者之間不存在指令障礙以維持軟件的可移植性，而引腳信號和封裝以及總線的兼容則確保兩者在系統擴展和接口方面的一致性，有利于系統的開發和應用。 80C51的最大改進是在芯片的半導體工藝上，早期的MCS-51系列芯片采用HMOS工藝，即高密度短溝道MOS工藝，，而80C51芯片則采用CHMOS工藝，即互補金屬氧化物HMOS工藝。CHMOS是CMOS和HMOS的結合，除保持了HMOS高速度和高密度的特點之外，還具有CMOS低功耗的特點。例如8051芯片的功耗為630mW,而80C51的功耗只有120mW，這樣低功耗，有一粒紐扣電池就可以工作。低功耗對單片機在便攜式、手提式或野外的儀器儀表設備上使用十分有利。 80C51在功能增強方面也做了許多工作。首先，為進一步降低功耗，80C51芯片增加了待機和掉電保護兩種工作方式，以保證單片機在掉電情況下，能以最低的消耗電流維持。 |
此外，在80C51系列芯片中，內部程序存儲器除了ROM型和EPROM |
型之外，還有 EEPROM型，例如89C51就是4KB EEPROM，并且隨著集成技術的提高，80C51系列片內程序存儲器的容量也越來越大,目前已有64KB的芯片了.另外,許多80C51芯片的還具有程序存儲器保密機制，以防止應用程序泄露或被復制。 2.2.3 最小系統 最小系統就是單片機在發揮具體測控功能時所必須的組成部分。如下圖所示為最小系統方框圖： 更詳細的請下載面的文檔:
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