掌握单片机基础知识

（1）单片机的发展

近年来随着超大规模集成电路的出现，促使微型计算机向单片机、高性能微型计算机及专用微型计算机三个主要方向发展。单片机在微机领域中占据十分重要的地位。

世界上的第一块单片机由美国的得克萨斯仪器公司于1974年推出。由于单片机具有广阔的应用前景，其出现后便得到了迅猛的发展，由4位、8位迅速发展到目前的16位、32位乃至64位。世界上有许多计算机厂家生产单片机，如美国的INTEL公司、Motorola公司、Zilog公司以及日本的T1公司和NEC公司等。其中最著名最有代表性的是美国的INTEL公司的单片机系列产品。该公司最早推出了具有世界标准的单片机8048，以后又相继推出功能更为完善的8位、16位、32位和64位的单片机，并迅速地主宰了世界的单片机市场，其产品被誉为单片机的行业标准。

到目前为止，INTEL公司共推出了三个系列的单片机。它们分别是MCS-48系列，MCS-51系列和MCS-96系列。MCS-48单片机系列是INTEL公司从1976年开始陆续开发的8位单片机，该系列产品共有十余种型号。

MCS-51单片机系列是INTEL公司自1980年起推出的第二代8位单片机，可视为MCS-48系列的增强型产品，其功能更为完善、运算速度更快、使用更为灵活方便，很快便取代MCS-48系列单片机而成为8位单片机的主导产品，被广泛用于实时控制和智能化仪器仪表。

MCS-51系列先后推出了四组产品。第一组包括8051、8751和8031三种型号，称为基本型。三种型号之间的区别在于有无程序存储器以及存储器的形式，其中8051芯片内含掩膜ROM型程序存储器；8751芯片内含EPROM型程序存储器；而8031芯片内则无程序存储器，使用时根据需要在外部扩展存储器。8031芯片使用方便灵活，加上价格低廉，目前是我国使用最多的一个单片机品种。第二组称为改进型，也有三个产品，即8052、8752和8032，与基本型相比，它们的特点是分别增加了片内的只读存储器ROM和随机存储器的容量以及增加了一个定时/计数器和一个中断源。第三组产品为80C51、87C51和80C31三种型号，它们采用CHMOS（互补高密度金属氧化物半导体）工艺制造，具有运行功耗低的特点。第四组是83C252、87C252和80C252三种产品，与前三组产品相比，它们的性能更强，已具有16位单片机的许多功能。

INTEL公司从1983年推出16位的MCS-96单片机系列。这类单片机具有许多8位的单片机所无法比拟的优点，是一种特别适合于高速控制场合的高性能微控制器，在高技术工业控制领域获得了广泛的应用，这一系列的单片机有着众多的型号，可分为四组。第一组为8×9×芯片，属于较早期的产品，包括8×96、8×97、8×94和8×95等型号，其中8×又分为三种情况：83（芯片内带ROM）、87（芯片内带EPROM）和80（芯片外扩展存储器）。这组芯片的主要特点是每条指令的运算速度为1～2μs，16位乘以16位的乘法运算和32位乘以16位的除法运算的时间为6.5μs。在外接存储器时，数据总线为16根。其A/D转换器（8路10位）不带采样保持器，每次转换时间为42μs（12MHz晶振）。第二组为8×9×BH和8×9×JF芯片，可视为8×9×芯片的改进型，其速度和功能较8×9×均有所增加。芯片内A/D转换器带有采样保持电路，采样时间为1μs，每次转换时间为21μs。这类芯片的最大改进是其数据总线不仅可面向16位，还可以面向8位，这使得用户在组成计算机应用系统时更为灵活方便。第三组为8098芯片，这是INTEL公司在1988年初推出的新型产品，包括8098（芯片内无ROM）、8398（芯片内含8KB的掩膜ROM）和8798（芯片内有8KB的可加密的EPROM）等三种型号。这是一种片内数据总线为16位，片外总线为8位的准16位机，具有功能全、性能高、价格低、使用方便等特点，是较受欢迎的一种16位单片机，在我国应用较为广泛。第四组为80C196和80C198芯片，包括80C196KB、80C196KC、80C196MC和80C198等型号。这组芯片采用CMOS工艺制造，具有低功耗的特点。这组芯片的基本结构、基本功能和指令系统与前三组芯片大体相同，但速度更快、功能更强、应用灵活性更好。目前在我国这组芯片正逐步取代8096/8098芯片。

（2）单片机的特点(www.xing528.com)

作为微型计算机的一个重要类别的单片机具有下述三个独特优点：

1）体积小、功能全

由于将计算机的基本组成部件集成于一块硅片之上，一小块芯片就具有计算机的功能，与由微处理器芯片加上其他必需的外围器件构成的微型计算机相比，单片机的体积更为小巧，使用时更加灵活方便。

2）面向控制

单片机内部具有许多适用于控制目的的功能部件，其指令系统中亦包含了丰富的适宜于完成控制任务的指令，因此它是一种面向控制的通用机，尤其适用于自动控制领域，完成实时控制任务。

3）特别适宜于机电一体化智能产品

单片机体积小且控制功能强，能容易地做到在产品内部代替传统的机械、电子元器件，可减小产品体积，增强其功能，实现不同程度的智能化。