1.1 单片机系统概述
1.1.1 单片机的基本概念及特点
单片微型计算机(Single-Chip Microcomputer),简称单片机,就是将微处理器(Central Processing Unit,CPU)、存储器ROM(Read Only Memory,只读存储器)和RAM(Read Access Memory,随机存储器)、定时器/计数器、中断系统、输入/输出接口(I/O接口)、总线和其他多种功能器件集成在一块芯片上的微型计算机。因为单片机的重要应用领域为智能化电子产品,通常需要嵌入仪器设备内,所以也称为嵌入式微控制器(Embedded Micro controller)。
一块单片机芯片就是一台计算机。由于单片机的这种特殊形式的结构,使其在某些应用领域中,可以胜任一些大中型计算机和通用的微型计算机不能完成的工作。单片机具有很多的优点,所以在各个领域中都得到了迅速的发展。单片机具有可靠性强、便于扩展、很强的控制能力、低电压、低功耗、片内存储容量小、应用广泛、易于产品化等特点。
1.1.2 单片机的发展过程
1974年,美国仙童半导体公司(Fairchild)研制出了世界上第一台单片机F8.。它由两块集成电路芯片组成,结构奇特,具有与众不同的指令系统,深受家用电器与仪器仪表领域的欢迎和关注。从此,单片机开始飞速的发展,应用领域也在不断扩大,现已成为微型计算机的一个重要分支。单片机的发展可分为以下4个阶段。
(1)第一阶段(1974-1976年)
这个阶段生产的单片机,生产工艺落后,集成度低,而且采用了双片形式。典型的代表作品有美国仙童半导体公司的F8系列。
(2)第二阶段(1977-1978年)
这个阶段生产的单片机虽然已能将CPU、并行端口、定时器/计数器、RAM和ROM等功能部件集成在一个芯片内,但是其性能低,品种又少,不能广泛的应用。典型的代表作品有英特尔公司的MCS-48系列。
(3)第三阶段(1979-1982年)
这是一个8位单片机成熟的阶段。这一代的单片机和前几代产品相比,不光是存储容量和寻址范围得到了增加,中断源、并行I/O接口和定时器/计数器的数量也有了不同程度的上涨,并且集成有全双工串行通信接口。这一阶段生产的单片机品种繁多,性价比液提高了许多,能满足各个领域的需求。
(4)第四阶段(1983年至今)
这一阶段,是16位单片机与8位高性能单片机并行发展的阶段。16位单片机具有的先进工艺,高集成度,强大的内部功能,强大的运算能力,并且允许用户使用一种专用语言来达到工业控制的目的,如PL/M和C语言等等。其特点是,包括了一个16位的CPU芯片,ROM为8KB,RAM为256B的,具有串/并行端口,4个16位的定时器/计数器,8个中断源,还有看门狗(Watchdog),总线控制单元,另外还增加了D/A和A/D转换电路,可达64KB的片外寻址范围,芯片引脚为48个或68个。典型的代表产品有:Intel公司的MCS-96系列,Motorola公司的MC68HC16系列,TI公司的TMS9900系列,NEC公司的783××系列和NS公司的HPC16040等。
1.1.3 单片机的应用领域
单片机的应用一般可以分为单机应用与多机应用两大类:
(1)单机应用
一个系统使用一片单片机,也成为普通应用模式。
①民用电子产品。单片机在民用电子产品中的应用,产品的性价比明显地提高了,使其在市场上的竞争力得到了显著的提高,受到了产品开发商和用户的双重青睐。目前,高档的家用电器、手机、高档电子玩具等几乎都是采用单片机作控制器的。
②计算机系统。计算机系统中的键盘管理、打印机、CRT显示器、绘图机、硬盘驱动器和网络通信设备等部件都采用单片机作为控制器。 AT89C52单片机液体点滴速度监控装置设计+程序+电路图(2):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_62729.html