1、第 1章 概 述第 1章 概 述1.1 单片机的概念及单片机的种类1.2 单片机的类型、特点及用途 1.3 单片机的发展趋势 本章小结 练习与思考题 第 1章 概 述1.1 单片机的概念及单片机的种类1.1.1 单片机及单片机系统单片机是微型计算机发展的一个分支，是一种专门面向控制的微处理器件，故又称之为微控制器 (Micro Controller Unit， MCU)。单片机通常以单一芯片的形式出现，但是它已具有了微型计算机所包含的基本组成结构和特有的控制应用功能，是一种芯片级的微型计算机。另外，由于单片机的体积、结构和功能特点，在实际应用中可以完全融入应用系统之中，故而也称为嵌入式微控制器
2、(Embedded Micro-Controller)。 第 1章 概 述最基本的单片机系统由单片机芯片和软件程序共同组建而成，是用户为了实现某种控制用途的需要而设计的实际装置。在单片机系统中，单片机芯片内部的中央处理单元 (CPU)处于核心地位， CPU通过执行软件程序调动硬件电路完成控制功能。根据这种工作方式，单片机系统可以划分为硬件和软件两个组成部分。第 1章 概 述1. 硬件部分单片机系统的硬件部分是包括 CPU在内的所有硬件电路，按照硬件电路的功能和配置大致可以分为以下 3类第 1章 概 述1) 基本功能类基本功能类硬件包括： CPU(用于运算、控制 )、 RAM(用于数据存储 )、
3、 ROM(用于程序存储 )、 I/O设备 (实现串行、并行输入 /输出接口 )及时钟电路 (建立工作时序 )。在微型计算机中，上述部件被分成若干块芯片，安装在一块称之为主板的印刷线路板上，在程序的指挥下完成计算机的基本运算操作功能。但是在单片机中，除了时钟电路之外，其余部分一般均被集成到一块半导体芯片上，所以被称为单片机，即单芯片微型计算机。 第 1章 概 述2) 控制功能类控制功能类硬件包括：定时器 /计数器 (用于时间设定 /事件记录 )和中断装置 (实现实时处理 )。使用这类硬件是为了实现单片机的控制功能，即定时控制、顺序控制和实时控制等基本控制功能。作为面向嵌入式控制的特色，这类部件通
4、常也集成在单片机芯片内部。3) 辅助功能类辅助功能类硬件包括： A/D(模 /数转换 )和 D/A(数 /模转换，通常采用 PWM形式 )等部件。这类部件根据芯片的配置不同不一定集成在单片机芯片上，需要用户根据使用要求选择。 第 1章 概 述2. 软件部分与微型计算机的运行原理相似，单片机系统的运行也需要软件系统的支持，但是由于处理任务的不同，其复杂程度相对较低。根据单片机软件所要实现的功能，可以将软件划分为管理程序和应用程序两类。1) 管理程序管理程序是单片机系统的监控程序，主要用于控制过程复杂，控制量较大的装置，例如测控仪器、仪表等。对于仅完成简单控制任务的单片机系统一般可以相应简化。 第
5、 1章 概 述2) 应用程序应用程序是针对具体的控制动作而编写的程序，是实现控制具体功能的程序基础，通常以子程序模块的形式出现，便于执行控制动作时调用。 第 1章 概 述1.1.2 单片机程序设计语言及开发环境简介单片机程序设计语言主要是指在开发系统中使用的语言。在单片机开发系统中可以使用机器语言、汇编语言和高级语言。机器语言采用机器码，是单片机能够直接识别的程序语言，汇编语言是以助记符表示机器码的程序设计语言。机器语言和汇编语言都是高效的计算机语言，实时性较强，但它们都是面向机器的语言，通用性差，编程效率低。第 1章 概 述单片机的开发过程涉及 3项内容，即编程、纠错和仿真。一般采用 PC机内安装的集成开发环境 (IDE)软件进行开发调试。在集成开发环境内可以实现文本编程、编译纠错和仿真运行。其中仿真的形式又可以分为两种，即软件仿真和硬件仿真。软件仿真不必连接硬件应用系统，仿真结果在开发环境中模拟的单片机构造中得到体现；硬件仿真需要与用户控制系统配合，以集成开发环境的输出替代用户系统中原有的单片机，仿真过程真实、实时性强。另一种较新的开发形式采用具有 ISP(In-System Programming，在系统可编程 )功能的单片机，利用下载程序开发单片机系统。
