安徽工貿(mào)學(xué)院畢業(yè)論文_設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、 . . . 工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文設(shè)計(jì)學(xué)生： 王維新 專(zhuān) 業(yè)： 電子信息工程技術(shù) 班 級(jí)： 08電信（2）班 學(xué) 號(hào)： 2008240233 指導(dǎo)老師： 友能 容摘要近年來(lái)隨著工業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)過(guò)程控制的精密度和可靠性提出了更多更高的要求，因而液位控制也向著功能齊全，控制靈活，操作簡(jiǎn)單，控制精度準(zhǔn)確的方向發(fā)展。液位調(diào)節(jié)器是生產(chǎn)中應(yīng)用很廣液位測(cè)量和控制的設(shè)備，所以測(cè)量的精確性和控制的準(zhǔn)確性是本設(shè)備的關(guān)鍵。單片機(jī)應(yīng)用于液位測(cè)量控制中，既提高了產(chǎn)品的功能和質(zhì)量，又降低了成本。本系統(tǒng)還具有結(jié)構(gòu)先進(jìn)合理、功能完善、滿足控制精度的要求、抗干擾能力強(qiáng)、較高的靈活性和可靠性、通用性好、價(jià)格低，使用方便等特

2、點(diǎn)。近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)在社會(huì)領(lǐng)域的滲透和大規(guī)模集成電路的發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷的走向深入，由于它具有功能強(qiáng)，體積小，功耗低，價(jià)格便宜，工作可靠，使用方便等特點(diǎn)，因此特別適合與控制有關(guān)的系統(tǒng)，越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于自動(dòng)控制，智能化儀器，儀表，數(shù)字采集，軍工產(chǎn)品以與家用電器等各個(gè)領(lǐng)域，單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來(lái)使用，在根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以與針對(duì)具體應(yīng)用對(duì)象特點(diǎn)的軟件結(jié)合，以作完善。本次設(shè)計(jì)中以單片機(jī)的發(fā)展過(guò)程和發(fā)展方向?yàn)楸尘?，介紹了單片機(jī)的輸入輸出的工作原理和操作方法，中斷的工作原理和操作方法，單片機(jī)音樂(lè)演奏的基本原理，LED的部結(jié)構(gòu)，電路設(shè)計(jì)與調(diào)試過(guò)程。目錄第一章 緒論4第二章 單片機(jī)簡(jiǎn)介.5

3、2.1 單片機(jī)結(jié)構(gòu)52.2 單片機(jī)介紹72.3 單片機(jī)發(fā)展史9第三章 單片機(jī)在電子技術(shù)中的應(yīng)用.113.1 單片機(jī)的學(xué)習(xí).113.2 單片機(jī)在電子技術(shù)中各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用233.3 單片機(jī)的未來(lái)發(fā)展前景25第四章 結(jié)論.32致信33參考文獻(xiàn)34第一章 緒論單片機(jī)是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。20世能進(jìn)一步提高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也越來(lái)越快。 時(shí)

4、間對(duì)人紀(jì)末，電子技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展，在其推動(dòng)下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，有力地推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展和社會(huì)信息化程度的提高，同時(shí)也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品性們來(lái)說(shuō)總是那么寶貴，工作的忙碌性和繁雜性容易使人忘記當(dāng)前的時(shí)間。忘記了要做的事情，當(dāng)事情不是很重要的時(shí)候，這種遺忘無(wú)傷大雅。但是，一旦重要事情，一時(shí)的耽誤可能釀成大禍目前，單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向發(fā)展趨勢(shì)將是進(jìn)一步向著CMOS化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價(jià)格和外圍電路裝化等幾個(gè)方面發(fā)展。下面是單片機(jī)的主要發(fā)展趨勢(shì)。單片機(jī)應(yīng)用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路

5、實(shí)現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機(jī)通過(guò)軟件方法來(lái)實(shí)現(xiàn)了。這種軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱為微控制技術(shù)，是傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命第二章 單片機(jī)簡(jiǎn)介1.1單片機(jī)結(jié)構(gòu)1.1.1單片機(jī)圖片：1.1.2單片機(jī)結(jié)構(gòu)：一個(gè)典型的單片機(jī)是由CPU系統(tǒng)、CPU外圍單元、基本功能單元和外圍擴(kuò)展單元組成一、CPU系統(tǒng)CPU系統(tǒng)包括了CPU、時(shí)鐘系統(tǒng)、復(fù)位電路、和總線控制邏輯1、 CPU。在單片機(jī)中的CPU與通用的CPU不同，它是按照面向測(cè)控對(duì)象、嵌入式應(yīng)用和單芯片結(jié)構(gòu)要求專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的，要保證有突出的控制功能。2、 時(shí)鐘系統(tǒng)。時(shí)鐘系統(tǒng)要滿足CPU與片各單元電路對(duì)時(shí)鐘的要求，同時(shí)在CMOS單片機(jī)中要滿足功能消耗對(duì)時(shí)鐘系統(tǒng)電

6、路的可控要求。3、 復(fù)位電路，能滿足上電復(fù)位和信號(hào)控制復(fù)位的最簡(jiǎn)化電路。4、 總線控制邏輯。總線控制邏輯要滿足CPU對(duì)部總線和外部總線的控制。部總線控制用以實(shí)現(xiàn)片各單元電路的協(xié)調(diào)工作；外部總線控制用以單片機(jī)外圍擴(kuò)展時(shí)的操作管理。二、CPU外圍單元CPU外圍單元是與CPU運(yùn)行直接相關(guān)的單元電路，與CPT構(gòu)成了單片機(jī)的最小系統(tǒng)。1、 程序存儲(chǔ)器ROM。程序存儲(chǔ)器為只讀存儲(chǔ)器ROM（Read Only Memory），用于固化單片機(jī)的應(yīng)用程序代碼和存放一些表格、常數(shù)。2、 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM。由于面向測(cè)控系統(tǒng)，單片機(jī)中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器容量較小，通常都不多于256B，而且都使用靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器SRAM（sta

7、tic random access memory）。3、 輸入/輸出（I/O）端口。（I/O）端口是計(jì)算機(jī)的輸入/輸出接口，單片機(jī)中的（I/O）端口都是芯片的輸入/輸出引腳。4、 操作管理寄存器。操作管理寄存器是用于單片機(jī)的各功能單元運(yùn)行控制和管理的寄存單元。片每個(gè)功能單元都對(duì)應(yīng)有一個(gè)或多個(gè)單元的操作管理寄存器，可通過(guò)指令系統(tǒng)對(duì)其編程操作，以實(shí)現(xiàn)這些功能單元的方式設(shè)置、啟動(dòng)運(yùn)行和狀態(tài)讀取等。三、基本功能單元基本功能單元是滿足單片機(jī)測(cè)控功能要求的基本計(jì)算機(jī)外圍電路，是用來(lái)完善和擴(kuò)大計(jì)算機(jī)功能的一些基本電路，如定時(shí)器/計(jì)時(shí)器、中斷系統(tǒng)和串行通信接口等。四、外圍擴(kuò)展電路外圍擴(kuò)展電路是滿足不同嵌入式應(yīng)

8、用要求的外圍功能電路擴(kuò)展，如滿足數(shù)據(jù)采集要求而擴(kuò)展的ADC，滿足伺服驅(qū)動(dòng)控制的PWM和滿足程序可靠運(yùn)行的監(jiān)視定時(shí)器WDT等。通常，每個(gè)系列單片機(jī)都有自己的基核，即在基核上擴(kuò)展不同的外圍。1.2單片機(jī)介紹單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的縮寫(xiě)MCU表示單片機(jī)，它最早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。單片機(jī)由芯片僅有CPU的專(zhuān)用處理器發(fā)展而來(lái)。最早的設(shè)計(jì)理念是通過(guò)將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個(gè)芯片中，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對(duì)體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。INTEL的Z80是最早按照這種思想設(shè)計(jì)出的處理器，從此以后，單片機(jī)

9、和專(zhuān)用處理器的發(fā)展便分道揚(yáng)鑣。 早期的單片機(jī)都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因?yàn)楹?jiǎn)單可靠而性能不錯(cuò)獲得了很大的好評(píng)。此后在8031上發(fā)展出了MCS51系列單片機(jī)系統(tǒng)?；谶@一系統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開(kāi)始出現(xiàn)了16位單片機(jī)，但因?yàn)樾詢r(jià)比不理想并未得到很廣泛的應(yīng)用。90年代后隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品大發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)得到了巨大提高。隨著INTEL i960系列特別是后來(lái)的ARM系列的廣泛應(yīng)用，32位單片機(jī)迅速取代16位單片機(jī)的高端地位，并且進(jìn)入主流市場(chǎng)。而傳統(tǒng)的8位單片機(jī)的性能也得到了飛速提高，處理能力比起80年代提高了數(shù)百倍。目前，高端的3

10、2位單片機(jī)主頻已經(jīng)超過(guò)300MHz，性能直追90年代中期的專(zhuān)用處理器，而普通的型號(hào)出廠價(jià)格跌落至1美元，最高端1的型號(hào)也只有10美元。當(dāng)代單片機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)不再只在裸機(jī)環(huán)境下開(kāi)發(fā)和使用，大量專(zhuān)用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在全系列的單片機(jī)上。而在作為掌上電腦和手機(jī)核心處理的高端單片機(jī)甚至可以直接使用專(zhuān)用的Windows和Linux操作系統(tǒng)。 單片機(jī)比專(zhuān)用處理器更適合應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)，因此它得到了最多的應(yīng)用。事實(shí)上單片機(jī)是世界上數(shù)量最多的計(jì)算機(jī)?，F(xiàn)代人類(lèi)生活中所用的幾乎每件電子和機(jī)械產(chǎn)品中都會(huì)集成有單片機(jī)。手機(jī)、計(jì)算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以與鼠標(biāo)等電腦配件中都配有1-2部單片機(jī)。而個(gè)人電腦中

11、也會(huì)有為數(shù)不少的單片機(jī)在工作。汽車(chē)上一般配備40多部單片機(jī)，復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)上甚至可能有數(shù)百臺(tái)單片機(jī)在同時(shí)工作！單片機(jī)的數(shù)量不僅遠(yuǎn)超過(guò)PC機(jī)和其他計(jì)算的總和，甚至比人類(lèi)的數(shù)量還要多。單片機(jī)又稱單片微控制器,它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片,而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。相當(dāng)于一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)，和計(jì)算機(jī)相比，單片機(jī)只缺少了I/O設(shè)備。概括的講：一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開(kāi)發(fā)提供了便利條件。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)是了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。 單片機(jī)部也用和電腦功能類(lèi)似的模塊，比如CPU，存，并行總線，還有和硬盤(pán)作用一樣的存儲(chǔ)器件，不同的是它的

12、這些部件性能都相對(duì)我們的家用電腦弱很多，不過(guò)價(jià)錢(qián)也是低的，一般不超過(guò)10元即可用它來(lái)做一些控制電器一類(lèi)不是很復(fù)雜的工作足矣了。我們現(xiàn)在用的全自動(dòng)滾筒洗衣機(jī)、排煙罩、VCD等等的家電里面都可以看到它的身影！它主要是作為控制部分的核心部件。 它是一種在線式實(shí)時(shí)控制計(jì)算機(jī)，在線式就是現(xiàn)場(chǎng)控制，需要的是有較強(qiáng)的抗干擾能力，較低的成本，這也是和離線式計(jì)算機(jī)的（比如家用PC）的主要區(qū)別。 單片機(jī)是靠程序運(yùn)行的，并且可以修改。通過(guò)不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨(dú)特的一些功能，這是別的器件需要費(fèi)很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。一個(gè)不是很復(fù)雜的功能要是用美國(guó)50年代開(kāi)發(fā)的74系列，或者

13、60年代的CD4000系列這些純硬件來(lái)搞定的話，電路一定是一塊大PCB板！但是如果要是用美國(guó)70年代成功投放市場(chǎng)的系列單片機(jī)，結(jié)果就會(huì)有天壤之別！只因?yàn)閱纹瑱C(jī)的通過(guò)你編寫(xiě)的程序可以實(shí)現(xiàn)高智能，高效率，以與高可靠性！ 由于單片機(jī)對(duì)成本是敏感的，所以目前占統(tǒng)治地位的軟件還是最低級(jí)匯編語(yǔ)言，它是除了二進(jìn)制機(jī)器碼以上最低級(jí)的語(yǔ)言了，既然這么低級(jí)為什么還要用呢？很多高級(jí)的語(yǔ)言已經(jīng)達(dá)到了可視化編程的水平為什么不用呢？原因很簡(jiǎn)單，就是單片機(jī)沒(méi)有家用計(jì)算機(jī)那樣的CPU，也沒(méi)有像硬盤(pán)那樣的海量存儲(chǔ)設(shè)備。一個(gè)可視化高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)的小程序里面即使只有一個(gè)按鈕，也會(huì)達(dá)到幾十K的尺寸！對(duì)于家用PC的硬盤(pán)來(lái)講沒(méi)什么，可是對(duì)

14、于單片機(jī)來(lái)講是不能接受的。 單片機(jī)在硬件資源方面的利用率必須很高才行，所以匯編雖然原始卻還是在大量使用。一樣的道理，如果把巨型計(jì)算機(jī)上的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件拿到家用PC上來(lái)運(yùn)行，家用PC的也是承受不了的。 可以說(shuō)，二十世紀(jì)跨越了三個(gè)“電”的時(shí)代，即電氣時(shí)代、電子時(shí)代和現(xiàn)已進(jìn)入的電腦時(shí)代。不過(guò)，這種電腦，通常是指?jìng)€(gè)人計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱PC機(jī)。它由主機(jī)、鍵盤(pán)、顯示器等組成。還有一類(lèi)計(jì)算機(jī)，大多數(shù)人卻不怎么熟悉。這種計(jì)算機(jī)就是把智能賦予各種機(jī)械的單片機(jī)（亦稱微控制器）。顧名思義，這種計(jì)算機(jī)的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，即可進(jìn)行簡(jiǎn)單運(yùn)算和控制。因?yàn)樗w積小，通常都藏在被控機(jī)械的“肚子”里。它在整個(gè)裝置中，起著

15、有如人類(lèi)頭腦的作用，它出了毛病，整個(gè)裝置就癱瘓了?，F(xiàn)在，這種單片機(jī)的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實(shí)時(shí)工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機(jī)，就能起到使產(chǎn)品升級(jí)換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞“智能型”，如智能型洗衣機(jī)等。現(xiàn)在有些工廠的技術(shù)人員或其它業(yè)余電子開(kāi)發(fā)者搞出來(lái)的某些產(chǎn)品，不是電路太復(fù)雜，就是功能太簡(jiǎn)單且極易被仿制。究其原因，可能就卡在產(chǎn)品未使用單片機(jī)或其它可編程邏輯器件上。1.3單片機(jī)發(fā)展史1971年Intel公司研制出世界上第一個(gè)4位的微處理器；Intel公司的霍夫研制成功世界上第一塊4位微處理器芯片Intel 4004，標(biāo)志著第一代微處理器問(wèn)世，微處

16、理器和微機(jī)時(shí)代從此開(kāi)始。因發(fā)明微處理器，霍夫被英國(guó)經(jīng)濟(jì)學(xué)家雜志列為“二戰(zhàn)以來(lái)最有影響力的7位科學(xué)家”之一 。 1971年11月，Intel推出MCS-4微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（包括4001 ROM芯片、4002 RAM芯片、4003移位寄存器芯片和4004微處理器 ）其中4004（下圖）包含2300個(gè)晶體管，尺寸規(guī)格為3mm×4mm，計(jì)算性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)當(dāng)年的ENIAC，最初售價(jià)為200美元。 1972年4月，霍夫等人開(kāi)發(fā)出第一個(gè)8位微處理器Intel 8008。由于8008采用的是P溝道MOS微處理器，因此仍屬第一代微處理器。 1973年Intel公司研制出8位的微處理器8080；1973年8

17、月，霍夫等人研制出8位微處理器Intel 8080，以N溝道MOS電路取代了P溝道，第二代微處理器就此誕生。 主頻2MHz的8080芯片運(yùn)算速度比8008快10倍，可存取64KB存儲(chǔ)器，使用了基于6微米技術(shù)的6000個(gè)晶體管，處理速度為0.64MIPS（Million Instructions Per Second ）。 1975年4月，MITS發(fā)布第一個(gè)通用型Altair 8800，售價(jià)375美元，帶有1KB存儲(chǔ)器。這是世界上第一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)。 1976年Intel公司研制出MCS-48系列8位的單片機(jī)，這也是單片機(jī)的問(wèn)世。 Zilog公司于1976年開(kāi)發(fā)的Z80微處理器，廣泛用于微型計(jì)算機(jī)

18、和工業(yè)自動(dòng)控制設(shè)備。當(dāng)時(shí)，Zilog、Motorola和Intel在微處理器領(lǐng)域三足鼎立。 20世紀(jì)80年代初，Intel公司在MCS-48系列單片機(jī)的基礎(chǔ)上，推出了MCS-51系列8位高檔單片機(jī)。MCS-51系列單片機(jī)無(wú)論是片RAM容量，I/O口功能，系統(tǒng)擴(kuò)展方面都有了很大的提高。第三章 單片機(jī)在電子技術(shù)中的應(yīng)用3.1單片機(jī)的學(xué)習(xí)3.1.1單片機(jī)學(xué)習(xí)中的六點(diǎn)一、總線：我們知道，一個(gè)電路總是由元器件通過(guò)電線連接而成的，在模擬電路中，連線并不成為一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)楦髌骷g一般是串行關(guān)系，各器件之間的連線并不很多，但計(jì)算機(jī)電路卻不一樣，它是以微處理器為核心，各器件都要與微處理器相連，各器件之間的工作必

19、須相互協(xié)調(diào)，所以需要的連線就很多了，如果仍如同模擬電路一樣，在各微處理器和各器件間單獨(dú)連線，則線的數(shù)量將多得驚人，所以在微處理機(jī)中引入了總線的概念，各個(gè)器件共同享用連線，所有器件的8根數(shù)據(jù)線全部接到8根公用的線上，即相當(dāng)于各個(gè)器件并聯(lián)起來(lái)，但僅這樣還不行，如果有兩個(gè)器件同時(shí)送出數(shù)據(jù)，一個(gè)為0，一個(gè)為1，那么，接收方接收到的究竟是什么呢？這種情況是不允許的，所以要通過(guò)控制線進(jìn)行控制，使器件分時(shí)工作，任何時(shí)候只能有一個(gè)器件發(fā)送數(shù)據(jù)（可以有多個(gè)器件同時(shí)接收）。器件的數(shù)據(jù)線也就被稱為數(shù)據(jù)總線，器件所有的控制線被稱為控制總線。在單片機(jī)部或者外部存儲(chǔ)器與其它器件中有存儲(chǔ)單元，這些存儲(chǔ)單元要被分配地址，才能

20、使用，分配地址當(dāng)然也是以電信號(hào)的形式給出的，由于存儲(chǔ)單元比較多，所以，用于地址分配的線也較多，這些線被稱為地址總線。 二、數(shù)據(jù)、地址、指令：之所以將這三者放在一起，是因?yàn)檫@三者的本質(zhì)都是一樣的數(shù)字，或者說(shuō)都是一串0和1組成的序列。換言之，地址、指令也都是數(shù)據(jù)。指令：由單片機(jī)芯片的設(shè)計(jì)者規(guī)定的一種數(shù)字，它與我們常用的指令助記符有著嚴(yán)格的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，不可以由單片機(jī)的開(kāi)發(fā)者更改。地址：是尋找單片機(jī)部、外部的存儲(chǔ)單元、輸入輸出口的依據(jù)，部單元的地址值已由芯片設(shè)計(jì)者規(guī)定好，不可更改，外部的單元可以由單片機(jī)開(kāi)發(fā)者自行決定，但有一些地址單元是一定要有的（詳見(jiàn)程序的執(zhí)行過(guò)程）。數(shù)據(jù)：這是由微處理機(jī)處理的對(duì)象

21、，在各種不同的應(yīng)用電路中各不一樣，一般而言，被處理的數(shù)據(jù)可能有這么幾種情況： 1地址（如MOV DPTR，1000H），即地址1000H送入DPTR。 2方式字或控制字（如MOV TMOD，#3），3即是控制字。 3常數(shù)（如MOV TH0，#10H）10H即定時(shí)常數(shù)。 4實(shí)際輸出值（如P1口接彩燈，要燈全亮，則執(zhí)行指令：MOV P1，#0FFH，要燈全暗，則執(zhí)行指令：MOV P1，#00H）這里0FFH和00H都是實(shí)際輸出值。又如用于LED的字形碼，也是實(shí)際輸出的值。 理解了地址、指令的本質(zhì)，就不難理解程序運(yùn)行過(guò)程中為什么會(huì)跑飛，會(huì)把數(shù)據(jù)當(dāng)成指令來(lái)執(zhí)行了。 三、P0口、P2口和P3的第二功能用

22、法：初學(xué)時(shí)往往對(duì)P0口、P2口和P3口的第二功能用法迷惑不解，認(rèn)為第二功能和原功能之間要有一個(gè)切換的過(guò)程，或者說(shuō)要有一條指令，事實(shí)上，各端口的第二功能完全是自動(dòng)的，不需要用指令來(lái)轉(zhuǎn)換。如P3.6、P3.7分別是WR、RD信號(hào)，當(dāng)微片理機(jī)外接RAM或有外部I/O口時(shí)，它們被用作第二功能，不能作為通用I/O口使用，只要一微處理機(jī)一執(zhí)行到MOVX指令，就會(huì)有相應(yīng)的信號(hào)從P3.6或P3.7送出，不需要事先用指令說(shuō)明。事實(shí)上不能作為通用I/O口使用也并不是不能而是（使用者）不會(huì)將其作為通用I/O口使用。你完全可以在指令中按排一條SETB P3.7的指令，并且當(dāng)單片機(jī)執(zhí)行到這條指令時(shí)，也會(huì)使P3.7變?yōu)楦?/p>

23、電平，但使用者不會(huì)這么去做，因?yàn)檫@通常會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的崩潰。 四、程序的執(zhí)行過(guò)程：?jiǎn)纹瑱C(jī)在通電復(fù)位后8051的程序計(jì)數(shù)器（PC）中的值為0000，所以程序總是從0000單元開(kāi)始執(zhí)行，也就是說(shuō)：在系統(tǒng)的ROM中一定要存在0000這個(gè)單元，并且在0000單元中存放的一定是一條指令。 五、堆棧：堆棧是一個(gè)區(qū)域，是用來(lái)存放數(shù)據(jù)的，這個(gè)區(qū)域本身沒(méi)有任何特殊之處，就是部RAM的一部份，特殊的是它存放和取用數(shù)據(jù)的方式，即所謂的先進(jìn)后出，后進(jìn)先出，并且堆棧有特殊的數(shù)據(jù)傳輸指令，即PUSH和POP，有一個(gè)特殊的專(zhuān)為其服務(wù)的單元，即堆棧指針SP，每當(dāng)執(zhí)一次PUSH指令時(shí)，SP就（在原來(lái)值的基礎(chǔ)上）自動(dòng)加1，每當(dāng)執(zhí)行一

24、次POP指令，SP就（在原來(lái)值的基礎(chǔ)上）自動(dòng)減1。由于SP中的值可以用指令加以改變，所以只要在程序開(kāi)始階段更改了SP的值，就可以把堆棧設(shè)置在規(guī)定的存單元中，如在程序開(kāi)始時(shí)，用一條MOV SP，#5FH指令，就是把堆棧設(shè)置在從存單元60H開(kāi)始的單元中。一般程序的開(kāi)頭總有這么一條設(shè)置堆棧指針的指令，因?yàn)殚_(kāi)機(jī)時(shí)，SP的初始值為07H，這樣就使堆棧從08H單元開(kāi)始往后，而08H到1FH這個(gè)區(qū)域正是8031的第二、三、四工作寄存器區(qū)，經(jīng)常要被使用，這會(huì)造成數(shù)據(jù)的混亂。不同作者編寫(xiě)程序時(shí)，初始化堆棧指令也不完全一樣，這是作者的習(xí)慣問(wèn)題。當(dāng)設(shè)置好堆棧區(qū)后，并不意味著該區(qū)域成為一種專(zhuān)用存，它還是可以象普通存區(qū)

25、域一樣使用，只是一般情況下編程者不會(huì)把它當(dāng)成普通存用了。 六、單片機(jī)的開(kāi)發(fā)過(guò)程：這里所說(shuō)的開(kāi)發(fā)過(guò)程并不是一般書(shū)中所說(shuō)的從任務(wù)分析開(kāi)始，我們假設(shè)已設(shè)計(jì)并制作好硬件，下面就是編寫(xiě)軟件的工作。在編寫(xiě)軟件之前，首先要確定一些常數(shù)、地址，事實(shí)上這些常數(shù)、地址在設(shè)計(jì)階段已被直接或間接地確定下來(lái)了。如當(dāng)某器件的連線設(shè)計(jì)好后，其地址也就被確定了，當(dāng)器件的功能被確定下來(lái)后，其控制字也就被確定了。然后用文本編輯器（如EDIT、CCED等）編寫(xiě)軟件，編寫(xiě)好后，用編譯器對(duì)源程序文件編譯，查錯(cuò)，直到?jīng)]有語(yǔ)法錯(cuò)誤，除了極簡(jiǎn)單的程序外，一般應(yīng)用仿真機(jī)對(duì)軟件進(jìn)行調(diào)試，直到程序運(yùn)行正確為止。運(yùn)行正確后，就可以寫(xiě)片（將程序固化在

26、EPROM中）。在源程序被編譯后，生成了擴(kuò)展名為HEX的目標(biāo)文件，一般編程器能夠識(shí)別這種格式的文件，只要將此文件調(diào)入即可寫(xiě)片。在此，為使大家對(duì)整個(gè)過(guò)程有個(gè)認(rèn)識(shí)，舉一例說(shuō)明： ORG 0000H LJMP START ORG 040H START： MOV SP，#5FH ;設(shè)堆棧 LOOP： NOP LJMP LOOP ；循環(huán) END ；結(jié)束 3.1.2單片機(jī)匯編語(yǔ)言目前，很多人對(duì)匯編語(yǔ)言并不認(rèn)可?？梢哉f(shuō)，掌握用C語(yǔ)言單片機(jī)編程很重要，可以大大提高開(kāi)發(fā)的效率。不過(guò)初學(xué)者可以不了解單片機(jī)的匯編語(yǔ)言，但一定要了解單片機(jī)具體性能和特點(diǎn)，不然在單片機(jī)領(lǐng)域是比較致命的。如果不考慮單片機(jī)硬件資源，在KEI

27、L中用C胡亂編程，結(jié)果只能是出了問(wèn)題無(wú)法解決！可以肯定的說(shuō)，最好的C語(yǔ)言單片機(jī)工程師都是從匯編走出來(lái)的編程者，因?yàn)閱纹瑱C(jī)的C語(yǔ)言雖然是高級(jí)語(yǔ)言，但是它不同于臺(tái)式機(jī)個(gè)人電腦上的VC+什么的。單片機(jī)的硬件資源不是非常強(qiáng)大，不同于我們用VC、VB等高級(jí)語(yǔ)言在臺(tái)式PC上寫(xiě)程序，畢竟臺(tái)式電腦的硬件非常強(qiáng)大，所以才可以不考慮硬件資源的問(wèn)題。還有就是在單片機(jī)編程中C語(yǔ)言雖然編程方便，便于人們閱讀，但是在執(zhí)行效率上是要比匯編語(yǔ)言低10%到20%，所以用什么語(yǔ)言編寫(xiě)程序是要看具體用在什么場(chǎng)合下?？偟膩?lái)說(shuō)做單片機(jī)編程要靈活使用匯編語(yǔ)言與C語(yǔ)言，讓單片機(jī)的強(qiáng)大功能以最高是效率展示給用戶。下面我們以8051單片機(jī)為例

28、講解單片機(jī)的引腳與相關(guān)功能：?jiǎn)纹瑱C(jī)引腳圖：40個(gè)引腳按引腳功能大致可分為4個(gè)種類(lèi)：電源、時(shí)鐘、控制和I/O引腳。 電源: VCC - 芯片電源，接+5V； VSS - 接地端； 注：用萬(wàn)用表測(cè)試單片機(jī)引腳電壓一般為0v或者5v，這是標(biāo)準(zhǔn)的TTL電平。但有時(shí)候在單片機(jī)程序正在工作時(shí)候測(cè)試結(jié)果并不是這個(gè)值而是介于0v-5v之間，其實(shí)這是萬(wàn)用表的響應(yīng)速度沒(méi)這么快而已，在某一個(gè)瞬間單片機(jī)引腳電壓仍保持在0v或者5v。 時(shí)鐘:XTAL1、XTAL2 - 晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。 控制線:控制線共有4根， ALE/PROG:地址鎖存允許/片EPROM編程脈沖 ALE功能：用來(lái)鎖存P0口送出的低8位

29、地址 PROG功能：片有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，此引腳輸入編程脈沖。 PSEN:外ROM讀選通信號(hào)。 RST/VPD:復(fù)位/備用電源。 RST（Reset）功能：復(fù)位信號(hào)輸入端。 VPD功能：在VCC掉電情況下，接備用電源。 EA/VPP:外ROM選擇/片EPROM編程電源。 EA功能：外ROM選擇端。 VPP功能：片有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，施加編程電源VPP。 I/O線 80C51共有4個(gè)8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32個(gè)引腳。 P3口還具有第二功能，用于特殊信號(hào)輸入輸出和控制信號(hào)（屬控制總線） 5. P3口第二功能 P30 RXD 串行

30、輸入口 P31 TXD 串行輸出口 P32 INT0 外部中斷0（低電平有效） P33 INT1 外部中斷1（低電平有效） P34 T0 定時(shí)計(jì)數(shù)器0 P35 T1 定時(shí)計(jì)數(shù)器1 P36 WR 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通（低電平有效） P37 RD 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通（低電平有效）3.1.3單片機(jī)指令功能一覽表一、傳送操作助記符 代碼 說(shuō)明 MOV A,Rn E8EF 寄存器A MOV A,direct E5 dircet 直接字節(jié)送A MOV A,Ri ERE7 間接RAM送A MOV A,#data 74 data 立即數(shù)送A MOV Rn,A F8FF A送寄存器 MOV Rn,dircet

31、 A8AF dircet 直接字節(jié)送寄存器 MOV Rn,#data 787F data 立即數(shù)送寄存器 MOV dircet,A F5 dircet A送直接字節(jié) MOV dircet,Rn 888F dircet 寄存器送直接字節(jié) MOV dircet1,dircet2 85 dircet1 dircet2 直接字節(jié)送直接字節(jié) MOV dircet,Ro 8687 間接RAM送直接字節(jié) MOV dircet,#data 75 dircet data 立即數(shù)送直接字節(jié) MOV Ri,A F6F7 A送間接RAM MOV Ri,#data 7677 data 直接字節(jié)送間接RAM MOV Ri

32、,#data 7677 data 立即數(shù)送間接RAM MOV DPTR,#data16 90 data 158 16位常數(shù)送數(shù)據(jù)指針 data70 MOVC A,A+DPTR 93 由(A)+(DPTR)尋址的程序存貯 器字節(jié)選A MOVC A,A+PC 83 由(A)+(PC)；尋址的程序存貯器字節(jié)送A MOVX A,Ri E2E3 送外部數(shù)據(jù)（8位地址）送A MOVX A,DPTR E0 送外部數(shù)據(jù)（16位地址）送A MOVX Ri,A F2F3 A送外部數(shù)據(jù)（8位地址） MOVX DPTR,A F0 A送外部數(shù)據(jù)（16位地址） PUSH dircet C0 dircet 直接字節(jié)進(jìn)棧，S

33、P加1 POP dircet D0 dircet 直接字節(jié)退棧，SP減1 XCH A,Rn C8CF 交換A和寄存器 XCH A,dircet C5 dircet 交換A和直接字節(jié) XCH A,Ri C6C7 交換A和間接RAM XCH A,Ri D6D7 交換A和間接RAM的低位 SWAP A C4 二、算術(shù)操作（A的二個(gè)半字節(jié)交換） ADD A,Rn 282F 寄存器加到A ADD A,dircet 25 dircet 直接字節(jié)加到A ADD A,Ri 2627 間接RAM加到A ADD A,#data 24data 立即數(shù)加到A ADD A,Rn 383F 寄存器和進(jìn)位位加到A ADD

34、A,dircet 35dircet 直接字節(jié)和進(jìn)位位加到A ADD A,Ri 3637 間接字節(jié)和進(jìn)位位加到A ADD A,data 34 data 立即數(shù)和進(jìn)位位加到A ADD A,Rn 989F A減去寄存器和進(jìn)位位 ADD A,dircet 95 dircet A減去直接字節(jié)和進(jìn)位位 ADD A,Ri 3637 間接RAM和進(jìn)位位加到A ADD A,data 34 data 立即數(shù)和進(jìn)位位加到A SUBB A,Rn 989F A減去寄存器和進(jìn)位位 SUBB A,dircet 95 dircet A減去直接字節(jié)和進(jìn)位位 SUBB A,Ri 9697 A減去間接RAM和進(jìn)位位 SUBB A,

35、#data 94 data A減去立即數(shù)和進(jìn)位位 INC A 04 A加1 INC Rn 080F 寄存器加1 INC dircet 05 dircet 直接字節(jié)加1 INC Ri 0607 間接RAM加1 DEC A 14 A減1 DEC Rn 181F 寄存器減1 DEC dircet 15 dircet 直接字節(jié)減1 DEC Ri 1617 間接RAM減1 INC DPTR A3 數(shù)據(jù)指針加1 MUL AB A4 A乘以B DIV AB 84 A除以B DA A D4 A的十進(jìn)制加法調(diào)整 三、邏輯操作ANL A,Rn 585F 寄存器“與”到A ANL A,dircet 55 dirce

36、t 直接字節(jié)“與”到A ANL A,Ri 5657 間接RAm“與”到A ANL A,#data 54 data 立即數(shù)“與”到A ANL dircet A 52 dircet A“與”到直接字節(jié) ANL dircet,#data 53 dircet data 立即數(shù)“與”到直接字節(jié) ORL A,Rn 484F 寄存器“或”到A ORL A,dircet 45 dircet 直接字節(jié)“或”到A ORL A,Ri 4647 間接RAM“或”到A ORL A,#data 44 data 立即數(shù)“或”到A ORL dircet,A 42 dircet A“或”到直接字節(jié) ORL dircet,#da

37、ta 43 dircet data 立即數(shù)“或”到直接字節(jié) XRL A,Rn 686F 寄存器“異或”到A XRL A,dircet 65 dircet 直接字節(jié)“異或”到A XRL A,Ri 6667 間接RAM“異或”到A XRL A,#data 64 data 立即數(shù)“異或”到A XRL dircet A 62 dircet A“異或”到直接字節(jié) XRL dircet,#data 63 dircet data 立即數(shù)“異或”到直接字節(jié) CLR A E4 清零 CPL A F4 A取反 RL A 23 A左環(huán)移 RLC A 33 A通過(guò)進(jìn)位左環(huán)移 RR A 03 A右環(huán)移 RRC A 13

38、 A通過(guò)進(jìn)位右環(huán)移 四、控制程序轉(zhuǎn)移ACALL addr 11 *1 addr(a7a0) 絕對(duì)子程序調(diào)用 LCALL addr 16 12 addr(158) 長(zhǎng)子程序調(diào)用 addr(70) RET 22 子程序調(diào)用返回 RETI addr 11 32 中斷調(diào)用返回 AJMP addr 11 1 addr(a7a6) 絕對(duì)轉(zhuǎn)移 LJMP addr 16 02addr(158) 長(zhǎng)轉(zhuǎn)移 addr(70) SJMP rel 80 rel 短轉(zhuǎn)移，相對(duì)轉(zhuǎn)移 JMP A+DPTR 73 相對(duì)于DPTR間接轉(zhuǎn)移 JZ rel 60 rel A為零轉(zhuǎn)移 JNZ rel 70 rel A為零轉(zhuǎn)移 CJNE

39、 A,dircet,rel B5 dircet rel 直接字節(jié)與A比較，不等則轉(zhuǎn)移 CJNE A,#data,rel B4 data rel 立即數(shù)與A比較，不等則轉(zhuǎn)移 CJNE A,Rn,#data,rel B8BF data rel 立即數(shù)與寄存器比較，不等則轉(zhuǎn)移 CJNE Ri,#data,rel B6B7 data rel 立即數(shù)與間接RAM比較，不等則轉(zhuǎn)移 DJNZ Rn,rel D8DF rel 寄存器減1，不為零則轉(zhuǎn)移 DJNZ dircet,rel B5 dircet rel 直接字節(jié)減1，不為零則轉(zhuǎn)移 NOP 00 空操作 *=a10a9a8l =a10a9a80 五、布爾

40、變量操作CLR C C3 清零進(jìn)位 CLR bit C2 清零直接位 SETB C D3 置位進(jìn)位 SETB bit D2 置位直接位 CPL C B3 進(jìn)位取反 CPL bit B2 直接位取反 ANL C,bit 82 dit 直接數(shù)“與”到進(jìn)位 ANL C,/bit B0 直接位的反“與”到進(jìn)位 ORL C,bit 72 bit 直接位“或”到進(jìn)位 ORL C,/bit A0 bit 直接位的反“或”到進(jìn)位 MOV C,bit A2 bit 直接位送進(jìn)位 MOV bit,C 92 bit 進(jìn)位送直接位 JC rel 40 rel 進(jìn)位位為1轉(zhuǎn)移 JNC rel 50 rel 進(jìn)位位為0轉(zhuǎn)

41、移 bit,rel 20 bit rel 直接位為1相對(duì)轉(zhuǎn)移 JNB bit,rel 30 bit rel 直接位為0相對(duì)轉(zhuǎn)移 C bit,rel 10 bit rel 直接位為1相對(duì)轉(zhuǎn)移，然后清零該位3.1.4常用單片機(jī)芯片簡(jiǎn)介STC單片機(jī)：STC公司的單片機(jī)主要是基于8051核,是新一代增強(qiáng)型單片機(jī),指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051,速度快812倍,帶ADC,4路PWM,雙串口,有全球唯一ID號(hào),加密性好，抗干擾強(qiáng). PIC單片機(jī)： 是MICROCHIP公司的產(chǎn)品,其突出的特點(diǎn)是體積小,功耗低,精簡(jiǎn)指令集,抗干擾性好,可靠性高,有較強(qiáng)的模擬接口,代碼性好,大部分芯片有其兼容的FLASH程序存儲(chǔ)

42、器的芯片. EMC單片機(jī)：是義隆公司的產(chǎn)品,有很大一部分與PIC 8位單片機(jī)兼容,且相兼容產(chǎn)品的資源相對(duì)比PIC的多,價(jià)格便宜,有很多系列可選,但抗干擾較差. ATMEL單片機(jī)(51單片機(jī))：Atmel公司的8位單片機(jī)有AT89、AT90兩個(gè)系列,AT89系列是8位Flash單片機(jī),與8051系列單片機(jī)相兼容,靜態(tài)時(shí)鐘模式;AT90系列單片機(jī)是增強(qiáng)RISC結(jié)構(gòu)、全靜態(tài)工作方式、載在線可編程Flash的單片機(jī),也叫AVR單片機(jī). PHLIPIS 51PLC系列單片機(jī)(51單片機(jī))：PHILIPS公司的單片機(jī)是基于80C51核的單片機(jī),嵌入了掉電檢測(cè)、模擬以與片RC振蕩器等功能,這使51LPC在高

43、集成度、低成本、低功耗的應(yīng)用設(shè)計(jì)中可以滿足多方面的性能要求. HOLTEK單片機(jī)：盛揚(yáng)半導(dǎo)體的單片機(jī),價(jià)格便宜,種類(lèi)較多,但抗干擾較差,適用于消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品. TI公司單片機(jī)(51單片機(jī))：儀器提供了TMS370和MSP430兩大系列通用單片機(jī).TMS370系列單片機(jī)是8位CMOS單片機(jī),具有多種存儲(chǔ)模式、多種外圍接口模式,適用于復(fù)雜的實(shí)時(shí)控制場(chǎng)合;MSP430系列單片機(jī)是一種超低功耗、功能集成度較高的16位低功耗單片機(jī),特別適用于要求功耗低的場(chǎng)合 松翰單片機(jī)（SONIX）：是松翰公司的單片，大多為8位機(jī)，有一部分與PIC 8位單片機(jī)兼容，價(jià)格便宜，系統(tǒng)時(shí)鐘分頻可選項(xiàng)較多，有PMW ADC 振 部

44、雜訊濾波。缺點(diǎn)RAM空間過(guò)小，抗干擾較好。3.2單片機(jī)在電子技術(shù)中各個(gè)領(lǐng)域里的應(yīng)用目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒(méi)有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車(chē)的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以與程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開(kāi)單片機(jī)。更不用說(shuō)自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。 單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專(zhuān)用設(shè)備的智能

45、化管理與過(guò)程控制等領(lǐng)域，大致可分如下幾個(gè)疇： 1.在智能儀器儀表上的應(yīng)用單片機(jī)具有體積小、功耗低、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，結(jié)合不同類(lèi)型的傳感器，可實(shí)現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長(zhǎng)度、硬度、元素、壓力等物理量的測(cè)量。采用單片機(jī)控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強(qiáng)大。例如精密的測(cè)量設(shè)備（功率計(jì)，示波器，各種分析儀）。 2.在工業(yè)控制中的應(yīng)用用單片機(jī)可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報(bào)警系統(tǒng)，與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級(jí)控制系統(tǒng)等。 3.在

46、家用電器中的應(yīng)用可以這樣說(shuō)，現(xiàn)在的家用電器基本上都采用了單片機(jī)控制，從電飯褒、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設(shè)備，五花八門(mén)，無(wú)所不在。 4.在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用現(xiàn)代的單片機(jī)普遍具備通信接口，可以很方便地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，為在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件，現(xiàn)在的通信設(shè)備基本上都實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)智能控制，從手機(jī)，機(jī)、小型程控交換機(jī)、樓宇自動(dòng)通信呼叫系統(tǒng)、列車(chē)無(wú)線通信、再到日常工作中隨處可見(jiàn)的移動(dòng)，集群移動(dòng)通信，無(wú)線電對(duì)講機(jī)等。 5.單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備中的用途亦相當(dāng)廣泛，例如醫(yī)用呼吸機(jī)，各種分析儀，監(jiān)護(hù)儀，超聲診斷

47、設(shè)備與病床呼叫系統(tǒng)等等。 6.在各種大型電器中的模塊化應(yīng)用某些專(zhuān)用單片機(jī)設(shè)計(jì)用于實(shí)現(xiàn)特定功能，從而在各種電路中進(jìn)行模塊化應(yīng)用，而不要求使用人員了解其部結(jié)構(gòu)。如音樂(lè)集成單片機(jī)，看似簡(jiǎn)單的功能，微縮在純電子芯片中（有別于磁帶機(jī)的原理），就需要復(fù)雜的類(lèi)似于計(jì)算機(jī)的原理。如：音樂(lè)信號(hào)以數(shù)字的形式存于存儲(chǔ)器中（類(lèi)似于ROM），由微控制器讀出，轉(zhuǎn)化為模擬音樂(lè)電信號(hào)（類(lèi)似于聲卡）。 在大型電路中，這種模塊化應(yīng)用極縮小了體積，簡(jiǎn)化了電路，降低了損壞、錯(cuò)誤率，也方便于更換。 7.單片機(jī)在汽車(chē)設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用單片機(jī)在汽車(chē)電子中的應(yīng)用非常廣泛，例如汽車(chē)中的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器，基于CAN總線的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)智能電子控制器，GP

48、S導(dǎo)航系統(tǒng)，abs防抱死系統(tǒng)，制動(dòng)系統(tǒng)等等。 此外，單片機(jī)在工商，金融，科研、教育，國(guó)防航空航天等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途。3.3單片機(jī)的未來(lái)發(fā)展前景3.3.1 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)現(xiàn)在可以說(shuō)單片機(jī)是百花齊放，百家爭(zhēng)鳴的時(shí)期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的單片機(jī)，從8位、16位到32位，數(shù)不勝數(shù)，應(yīng)有盡有，有與主流C51系列兼容的，也有不兼容的，但它們各具特色，互成互補(bǔ)，為單片機(jī)的應(yīng)用提供廣闊的天地。     縱觀單片機(jī)的發(fā)展過(guò)程，可以預(yù)示單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，大致有：     1.低功耗CMOS化 

49、60;        MCS-51系列的8031推出時(shí)的功耗達(dá)630mW，而現(xiàn)在的單片機(jī)普遍都在100mW左右，隨著對(duì)單片機(jī)功耗要求越來(lái)越低，現(xiàn)在的各個(gè)單片機(jī)制造商基本都采用了CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體工藝)。象80C51就采用了HMOS(即高密度金屬氧化物半導(dǎo)體工藝)和CHMOS(互補(bǔ)高密度金屬氧化物半導(dǎo)體工藝)。CMOS雖然功耗較低，但由于其物理特征決定其工作速度不夠高，而CHMOS則具備了高速和低功耗的特點(diǎn)，這些特征，更適合于在要求低功耗象電池供電的應(yīng)用場(chǎng)合。所以這種工藝將是今后一段時(shí)期單片機(jī)發(fā)展的主要途徑

50、0;    2.微型單片化          現(xiàn)在常規(guī)的單片機(jī)普遍都是將中央處理器(CPU)、隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)(RAM)、只讀程序存儲(chǔ)器(ROM)、并行和串行通信接口，中斷系統(tǒng)、定時(shí)電路、時(shí)鐘電路集成在一塊單一的芯片上，增強(qiáng)型的單片機(jī)集成了如A/D轉(zhuǎn)換器、PMW(脈寬調(diào)制電路)、WDT(看門(mén)狗)、有些單片機(jī)將LCD(液晶)驅(qū)動(dòng)電路都集成在單一的芯片上，這樣單片機(jī)包含的單元電路就更多，功能就越強(qiáng)大。甚至單片機(jī)廠商還可以根據(jù)用戶的要求量身定做，制造出具有自己特色的單片機(jī)芯片。此外

51、，現(xiàn)在的產(chǎn)品普遍要求體積小、重量輕，這就要求單片機(jī)除了功能強(qiáng)和功耗低外，還要求其體積要小?，F(xiàn)在的許多單片機(jī)都具有多種封裝形式，其中SMD(表面封裝)越來(lái)越受歡迎，使得由單片機(jī)構(gòu)成的系統(tǒng)正朝微型化方向發(fā)展。     3.主流與多品種共存          現(xiàn)在雖然單片機(jī)的品種繁多，各具特色，但仍以80C51為核心的單片機(jī)占主流，兼容其結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)的有PHILIPS公司的產(chǎn)品，ATMEL公司的產(chǎn)品和中國(guó)的Winbond系列單片機(jī)。所以C8051為核心的單片機(jī)占據(jù)了半壁

52、江山。而Microchip公司的PIC精簡(jiǎn)指令集(RISC)也有著強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭，中國(guó)的HOLTEK公司近年的單片機(jī)產(chǎn)量與日俱增，與其低價(jià)質(zhì)優(yōu)的優(yōu)勢(shì)，占據(jù)一定的市場(chǎng)分額。此外還有MOTOROLA公司的產(chǎn)品，日本幾大公司的專(zhuān)用單片機(jī)。在一定的時(shí)期，這種情形將得以延續(xù)，將不存在某個(gè)單片機(jī)一統(tǒng)天下的壟斷局面，走的是依存互補(bǔ)，相輔相成、共同發(fā)展的道路。3.3.2數(shù)字單片機(jī)的技術(shù)發(fā)展數(shù)字單片機(jī)的技術(shù)進(jìn)步反映在部結(jié)構(gòu)、功率消耗、外部電壓等級(jí)以與制造工藝上。在這幾方面，較為典型地說(shuō)明了數(shù)字單片機(jī)的水平。在目前，用戶對(duì)單片機(jī)的需要越來(lái)越多，但是，要求也越來(lái)越高。下面分別就這四個(gè)方面說(shuō)明單片機(jī)的技術(shù)進(jìn)步狀況。

53、 1、 部結(jié)構(gòu)的進(jìn)步  單片機(jī)在部已集成了越來(lái)越多的部件，這些部件包括一般常用的電路，例如：定時(shí)器，比較器，A/D轉(zhuǎn)換器，D /A轉(zhuǎn)換器，串行通信接口，Watchdog電路，LCD控制器等。  有的單片機(jī)為了構(gòu)成控制網(wǎng)絡(luò)或形成局部網(wǎng)，部含有局部網(wǎng)絡(luò)控制模塊CAN。例如，Infineon公司的C 505C，C515C，C167CR，C167CS-32FM，81C90；Motorola公司的68HC08AZ 系列等。特別是在單片機(jī)C167CS-32FM中，部還含有2個(gè)CAN。因此，這類(lèi)單片機(jī)十分容易構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。特別是在控制，系統(tǒng)較為復(fù)雜時(shí)，構(gòu)成一個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)十分有用。 &

54、#160;為了能在變頻控制中方便使用單片機(jī)，形成最具經(jīng)濟(jì)效益的嵌入式控制系統(tǒng)。有的單片機(jī)部設(shè)置了專(zhuān)門(mén)用于變頻控制的脈寬調(diào)制控制電路，這些單片機(jī)有Fujitsu公司的MB89850系列、MB89860系列；Motorola 公司的MC68HC08MR16、MR24等。在這些單片機(jī)中，脈寬調(diào)制電路有6個(gè)通道輸出，可產(chǎn)生三相脈寬調(diào)制交流電壓，并部含死區(qū)控制等功能。  特別引人注目的是：現(xiàn)在有的單片機(jī)已采用所謂的三核（TrCore）結(jié)構(gòu)。這是一種建立在系統(tǒng)級(jí)芯片（System on a chip）概念上的結(jié)構(gòu)。這種單片機(jī)由三個(gè)核組成：一個(gè)是微控制器和DSP核，一個(gè)是數(shù)據(jù)和程序存儲(chǔ)器核，最后一

55、個(gè)是外圍專(zhuān)用集成電路（ASIC）。這種單片機(jī)的最大特點(diǎn)在于把DSP和微控制器同時(shí)做在一個(gè)片上。雖然從結(jié)構(gòu)定義上講，DSP是單片機(jī)的一種類(lèi)型，但其作用主要反映在高速計(jì)算和特殊處理如快速傅立葉變換等上面。把它和傳統(tǒng)單片機(jī)結(jié)合集成大大提高了單片機(jī)的功能。這是目前單片機(jī)最大的進(jìn)步之一。這種單片機(jī)最典型的有Infineon公司的TC10GP；Hitachi公司的SH7410，SH7612等。這些單片機(jī)都是高檔單片機(jī)，MCU都是32位的，而DSP采用16或32位結(jié)構(gòu)，工作頻率一般在60MHz以上。  2、 功耗、封裝與電源電壓的進(jìn)步  現(xiàn)在新的單片機(jī)的功耗越來(lái)越小，特別是很多單片機(jī)都設(shè)

56、置了多種工作方式，這些工作方式包括等待，暫停，睡眠，空閑，節(jié)電等工作方式。Philips公司的單片機(jī)P87LPC762是一個(gè)很典型的例子，在空閑時(shí)，其功耗為1.5 mA，而在節(jié)電方式中，其功耗只有0.5mA。而在功耗上最令人驚嘆的是TI公司的單片機(jī)MSP430系列，它是一個(gè) 16位的系列，有超低功耗工作方式。它的低功耗方式有LPM1、LPM3、LPM4三種。當(dāng)電源為3V時(shí)，如果工作于 LMP1方式，即使外圍電路處于活動(dòng)，由于CPU不活動(dòng)，振蕩器處于14MHz，這時(shí)功耗只有50?A。在LPM3 時(shí)，振蕩器處于32kHz，這時(shí)功耗只有1.3?A。在LPM4時(shí)，CPU、外圍與振蕩器32kHz都不活動(dòng)，則功耗只有0.1?A。  現(xiàn)在單片機(jī)的封裝水平已大大提高，隨著貼片工藝的出現(xiàn)，單片機(jī)也大量采用了各種合符貼片工藝的封裝方式出現(xiàn)，以大量減少體積。在這種形勢(shì)中，Microchip公司推出的8引腳的單片機(jī)特別引人注目。這是PIC12CXXX系列。它含有0.52K程序存儲(chǔ)器，25128字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，6個(gè)I/O端口以與一個(gè)定時(shí)器，有的還含4道A/D ，完全可以滿足一些低檔系統(tǒng)的應(yīng)用。擴(kuò)大電源電壓圍以與在較低電壓下仍然能工作是今天單片機(jī)發(fā)展的目標(biāo)之一。目前，一般單片機(jī)都可以在3.35.5V的條件下工作。而一些