單片(pian)機原理是什么 了解單片(pian)機學習(xi)事半功倍
時間：2018-07-17 ; 來源：未知
相信學習單片機的童鞋都會經歷一個過程，首先會了解什么是單片機、單片機的原理、單片機是如何被開發出來的、單片機能干什么。下面就給想學習單片機的童鞋們介紹單片機是什么、單片機的原理、單片機的開發過程包括一些常用的單片機類型，單片機與嵌入式系統。
一、單片機(ji)原理：
單片(pian)(pian)(pian)機(ji)(ji)，single chip microcomputer，單芯(xin)片(pian)(pian)(pian)微型計算(suan)機(ji)(ji)。總體來說，他(ta)就是(shi)(shi)一個芯(xin)片(pian)(pian)(pian)。但是(shi)(shi)他(ta)是(shi)(shi)一個特(te)殊的芯(xin)片(pian)(pian)(pian)，因為他(ta)不是(shi)(shi)實(shi)現單獨(du)的邏輯功能。他(ta)是(shi)(shi)將一個整(zheng)體的計算(suan)機(ji)(ji)系(xi)統(tong)集成到這(zhe)個芯(xin)片(pian)(pian)(pian)上(shang)。這(zhe)個計算(suan)機(ji)(ji)系(xi)統(tong)包括運(yun)算(suan)器(qi)，控(kong)制(zhi)器(qi)，存(cun)儲器(qi)，輸入(ru)設備和輸出設備。
其實(shi)單片機的學習，和計算機的學習差別不(bu)是太大。包括運算器，控制器，存儲器，以及輸入輸出設備(bei)的學習。
1、運算器
運算器(qi)由運算部件--算術(shu)邏(luo)輯單元(alu)、累加器(qi)、計(ji)算器(qi)等部件組成(cheng)。
2、控制器
學(xue)習(xi)的難點(dian)在于涉(she)及到(dao)指(zhi)令(ling)方(fang)面的操(cao)(cao)作。控(kong)(kong)制器(qi)(qi)由(you)程(cheng)序計數器(qi)(qi)，指(zhi)令(ling)寄存器(qi)(qi)，指(zhi)令(ling)譯(yi)碼器(qi)(qi)，時序發(fa)生器(qi)(qi)和操(cao)(cao)作控(kong)(kong)制器(qi)(qi)。
二、單(dan)片(pian)機的開(kai)發(fa)過程：
這里所(suo)說(shuo)的(de)(de)開發(fa)過程并不是一(yi)般書中所(suo)說(shuo)的(de)(de)從任(ren)務分析開始，我們假(jia)設已設計并制作好(hao)(hao)硬件(jian)，下面(mian)就是編寫軟件(jian)的(de)(de)工作。在(zai)(zai)編寫軟件(jian)之前，首先要(yao)確定(ding)一(yi)些(xie)常數、地址，事實上這些(xie)常數、地址在(zai)(zai)設計階(jie)段已被(bei)直接(jie)或(huo)間接(jie)地確定(ding)下來了。如當某器件(jian)的(de)(de)連線設計好(hao)(hao)后，
其(qi)地址也就(jiu)被(bei)確(que)(que)定了(le)，當(dang)器(qi)件的功(gong)能被(bei)確(que)(que)定下來后，其(qi)控(kong)制字也就(jiu)被(bei)確(que)(que)定了(le)。然后用(yong)文(wen)本編(bian)(bian)輯器(qi)(如EDIT、CCED等)編(bian)(bian)寫軟件，編(bian)(bian)寫好后，用(yong)編(bian)(bian)譯器(qi)對(dui)源(yuan)(yuan)程序文(wen)件編(bian)(bian)譯，查(cha)錯，直到(dao)沒有(you)語法錯誤，除了(le)極簡單的程序外，一(yi)般應用(yong)仿(fang)真機(ji)對(dui)軟件進行(xing)調試，直到(dao)程序運行(xing)正確(que)(que)為止。運行(xing)正確(que)(que)后，就(jiu)可以寫片(將程序固化在(zai)(zai)EPROM中)。在(zai)(zai)源(yuan)(yuan)程序被(bei)編(bian)(bian)譯后，生成了(le)擴展名為HEX的目(mu)標文(wen)件，一(yi)般編(bian)(bian)程器(qi)能夠識別這種格式的文(wen)件，只要(yao)將此(ci)文(wen)件調入即可寫片。
三、開發語言的選擇
目前，很多人對匯(hui)(hui)編(bian)(bian)(bian)(bian)語(yu)言(yan)(yan)并(bing)不認可(ke)(ke)(ke)。可(ke)(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)說，掌握用(yong)C語(yu)言(yan)(yan)單(dan)(dan)(dan)(dan)片(pian)機(ji)(ji)(ji)編(bian)(bian)(bian)(bian)程(cheng)(cheng)(cheng)很重(zhong)要(yao)，可(ke)(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)大(da)大(da)提高(gao)開發的(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)率。不過初學者(zhe)可(ke)(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)不了(le)解單(dan)(dan)(dan)(dan)片(pian)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)匯(hui)(hui)編(bian)(bian)(bian)(bian)語(yu)言(yan)(yan)，但(dan)一定要(yao)了(le)解單(dan)(dan)(dan)(dan)片(pian)機(ji)(ji)(ji)具體性(xing)能(neng)和特點，不然在(zai)單(dan)(dan)(dan)(dan)片(pian)機(ji)(ji)(ji)領域是(shi)(shi)比較致命的(de)(de)(de)。如果不考(kao)慮(lv)單(dan)(dan)(dan)(dan)片(pian)機(ji)(ji)(ji)硬(ying)件資源(yuan)(yuan)，在(zai)KEIL中(zhong)用(yong)C胡亂編(bian)(bian)(bian)(bian)程(cheng)(cheng)(cheng)，結果只能(neng)是(shi)(shi)出(chu)了(le)問題(ti)無法解決(jue)!可(ke)(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)肯定的(de)(de)(de)說，最好(hao)的(de)(de)(de)C語(yu)言(yan)(yan)單(dan)(dan)(dan)(dan)片(pian)機(ji)(ji)(ji)工(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)師都是(shi)(shi)從(cong)匯(hui)(hui)編(bian)(bian)(bian)(bian)走出(chu)來的(de)(de)(de)編(bian)(bian)(bian)(bian)程(cheng)(cheng)(cheng)者(zhe)，因為單(dan)(dan)(dan)(dan)片(pian)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)C語(yu)言(yan)(yan)雖然是(shi)(shi)高(gao)級(ji)語(yu)言(yan)(yan)，但(dan)是(shi)(shi)它不同(tong)于(yu)臺(tai)式機(ji)(ji)(ji)個(ge)人電腦上(shang)的(de)(de)(de)VC++什(shen)么(me)的(de)(de)(de)。單(dan)(dan)(dan)(dan)片(pian)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)硬(ying)件資源(yuan)(yuan)不是(shi)(shi)非常強(qiang)大(da)，不同(tong)于(yu)我們(men)用(yong)VC、VB等高(gao)級(ji)語(yu)言(yan)(yan)在(zai)臺(tai)式PC上(shang)寫(xie)程(cheng)(cheng)(cheng)序，畢竟臺(tai)式電腦的(de)(de)(de)硬(ying)件非常強(qiang)大(da)，所(suo)以(yi)(yi)(yi)才可(ke)(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)不考(kao)慮(lv)硬(ying)件資源(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)問題(ti)。還有就是(shi)(shi)在(zai)單(dan)(dan)(dan)(dan)片(pian)機(ji)(ji)(ji)編(bian)(bian)(bian)(bian)程(cheng)(cheng)(cheng)中(zhong)C語(yu)言(yan)(yan)雖然編(bian)(bian)(bian)(bian)程(cheng)(cheng)(cheng)方便，便于(yu)人們(men)閱讀，但(dan)是(shi)(shi)在(zai)執行效(xiao)(xiao)率上(shang)是(shi)(shi)要(yao)比匯(hui)(hui)編(bian)(bian)(bian)(bian)語(yu)言(yan)(yan)低(di)10%到20%，所(suo)以(yi)(yi)(yi)用(yong)什(shen)么(me)語(yu)言(yan)(yan)編(bian)(bian)(bian)(bian)寫(xie)程(cheng)(cheng)(cheng)序是(shi)(shi)要(yao)看具體用(yong)在(zai)什(shen)么(me)場合(he)下。總的(de)(de)(de)來說做單(dan)(dan)(dan)(dan)片(pian)機(ji)(ji)(ji)編(bian)(bian)(bian)(bian)程(cheng)(cheng)(cheng)要(yao)靈(ling)活使用(yong)匯(hui)(hui)編(bian)(bian)(bian)(bian)語(yu)言(yan)(yan)與(yu)C語(yu)言(yan)(yan)，讓單(dan)(dan)(dan)(dan)片(pian)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)強(qiang)大(da)功能(neng)以(yi)(yi)(yi)最高(gao)是(shi)(shi)效(xiao)(xiao)率展示給(gei)用(yong)戶。
四、常用的單片機(ji)類型(xing)
1、STC單片(pian)機
STC公司的單(dan)片機(ji)主(zhu)要(yao)是(shi)基(ji)于8051內核(he)，是(shi)新一(yi)代(dai)增強(qiang)型單(dan)片機(ji)，指令(ling)代(dai)碼完全(quan)兼(jian)容傳統8051，速度快8~12倍，帶ADC,4路(lu)PWM，雙(shuang)串口，有(you)全(quan)球唯一(yi)ID號，加密性好，抗干擾強(qiang).
2、PIC單(dan)片機(ji)：
是MICROCHIP公司(si)的(de)產(chan)品，其突(tu)出的(de)特點是體(ti)積小，功(gong)耗低，精簡指令集(ji)，抗干擾性好(hao)，可靠性高，有較強(qiang)的(de)模擬接口，代碼(ma)保密(mi)性好(hao)，大部分芯片(pian)有其兼(jian)容的(de)FLASH程序(xu)存儲器的(de)芯片(pian).
3、EMC單片機：
是臺灣義隆公司的產(chan)品，有很(hen)大(da)一部分與PIC 8位單(dan)片機兼(jian)容(rong)，且相兼(jian)容(rong)產(chan)品的資(zi)源(yuan)相對比PIC的多，價格(ge)便宜，有很(hen)多系列可選，但抗干(gan)擾較差.
4、ATMEL單片(pian)機(51單片(pian)機)：
ATMEl公司的(de)8位(wei)單片(pian)(pian)機有(you)AT89、AT90兩(liang)個(ge)系列(lie)，AT89系列(lie)是8位(wei)Flash單片(pian)(pian)機，與(yu)8051系列(lie)單片(pian)(pian)機相兼容，靜態時鐘模式(shi);AT90系列(lie)單片(pian)(pian)機是增強RISC結(jie)構、全靜態工(gong)作方(fang)式(shi)、內載(zai)在線可(ke)編程(cheng)Flash的(de)單片(pian)(pian)機，也叫AVR單片(pian)(pian)機.
5、PHLIPIS 51LPC系列單(dan)片(pian)機(ji)(51單(dan)片(pian)機(ji))：
PHILIPS公(gong)司的(de)單(dan)片(pian)機(ji)是基于80C51內核的(de)單(dan)片(pian)機(ji)，嵌入了(le)掉電檢測、模擬以及(ji)片(pian)內RC振蕩器等功(gong)能，這使51LPC在(zai)高集成(cheng)度、低成(cheng)本、低功(gong)耗的(de)應(ying)用設(she)計中可以滿足多方(fang)面(mian)的(de)性(xing)能要求.
6、HOLTEK單片機：
臺灣盛揚半導體的單片機，價格便(bian)宜，種類較多，但抗干擾(rao)較差(cha)，適用(yong)于消費類產品.
7、TI公司單(dan)片(pian)機(ji)(51單(dan)片(pian)機(ji))：
德州儀器(qi)提供了TMS370和(he)MSP430兩大系(xi)列通用(yong)單(dan)片機(ji)(ji).TMS370系(xi)列單(dan)片機(ji)(ji)是(shi)8位CMOS單(dan)片機(ji)(ji)，具有多種(zhong)存儲(chu)模(mo)式、多種(zhong)外圍接口模(mo)式，適(shi)用(yong)于(yu)復雜(za)的(de)實時控制場合;MSP430系(xi)列單(dan)片機(ji)(ji)是(shi)一種(zhong)超低(di)功(gong)耗、功(gong)能集成度(du)較高的(de)16位低(di)功(gong)耗單(dan)片機(ji)(ji)，特別適(shi)用(yong)于(yu)要求(qiu)功(gong)耗低(di)的(de)場合
8、松翰單片機(SONIX)：
是臺灣松翰公司的單(dan)片，大(da)多(duo)為8位(wei)機(ji)(ji)，有(you)一部分與PIC 8位(wei)單(dan)片機(ji)(ji)兼容，價格便宜，系統時鐘分頻(pin)可(ke)選項較多(duo)，有(you)PMW ADC 內(nei)振 內(nei)部雜訊濾波。缺點(dian)RAM空間(jian)過(guo)小，抗干(gan)擾較好。
9、三星單片機
三(san)星單片(pian)機有KS51和(he)KS57系列(lie)(lie)4位(wei)(wei)單片(pian)機,KS86和(he)KS88系列(lie)(lie)8位(wei)(wei)單片(pian)機,KS17系列(lie)(lie)16位(wei)(wei)單片(pian)機和(he)KS32系列(lie)(lie)32位(wei)(wei)單片(pian)機,三(san)星還為ARM公司生產ARM單片(pian)機,常(chang)見的S344b0等.三(san)星單片(pian)機為OTP型ISP在(zai)片(pian)編程(cheng)功能.
10、SST 單片機
美(mei)國SST公司推出的(de)SST89系(xi)列(lie)單片(pian)機為標(biao)準(zhun)的(de)51系(xi)列(lie)單片(pian)機,包括SST89E/V52RD2, SST89E/V54RD2,SST89E/V58RD2,SST89E/V554RC,SST89E/V564RD等.它與8052系(xi)列(lie)單片(pian)機兼容.提(ti)供系(xi)統在線編程(cheng)(cheng)(ISP功能).內部(bu)flash擦寫次(ci)數1萬次(ci)以上,程(cheng)(cheng)序保(bao)存時間可達100年.
還有(you)很多優秀的單片(pian)機(ji)生產企業這里(li)沒有(you)收集,每個(ge)企業都有(you)自己的特點,大家根據需要選(xuan)擇單片(pian)機(ji),在完全實現功能的前提下追(zhui)求低價位,當(dang)然并不(bu)是這樣最(zui)好,實際中選(xuan)擇單片(pian)機(ji)跟開發者的應用習慣(guan)和開發經驗是密不(bu)可分的。
五(wu)、單片機(ji)與嵌入式系統：
嵌(qian)(qian)(qian)(qian)入(ru)(ru)式(shi)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)源于計算(suan)(suan)(suan)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)嵌(qian)(qian)(qian)(qian)入(ru)(ru)式(shi)應用(yong)(yong)，早(zao)期嵌(qian)(qian)(qian)(qian)入(ru)(ru)式(shi)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)為(wei)通用(yong)(yong)計算(suan)(suan)(suan)機(ji)(ji)(ji)(ji)經改裝后嵌(qian)(qian)(qian)(qian)入(ru)(ru)到對象(xiang)(xiang)(xiang)體(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)(xi)中(zhong)的(de)(de)(de)各種電(dian)子系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)，如艦(jian)船的(de)(de)(de)自動駕駛儀，輪機(ji)(ji)(ji)(ji)監測系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)等。嵌(qian)(qian)(qian)(qian)入(ru)(ru)式(shi)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)首先(xian)是一個計算(suan)(suan)(suan)機(ji)(ji)(ji)(ji)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)，其(qi)次它(ta)被嵌(qian)(qian)(qian)(qian)入(ru)(ru)到對象(xiang)(xiang)(xiang)體(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)(xi)中(zhong)、在(zai)對象(xiang)(xiang)(xiang)體(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)(xi)中(zhong)實現對象(xiang)(xiang)(xiang)要求(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)數據采(cai)集、處理、狀態顯(xian)示、輸出(chu)控(kong)(kong)制(zhi)等功能(neng)(neng)，由于嵌(qian)(qian)(qian)(qian)入(ru)(ru)在(zai)對象(xiang)(xiang)(xiang)體(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)(xi)中(zhong)，嵌(qian)(qian)(qian)(qian)入(ru)(ru)式(shi)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)計算(suan)(suan)(suan)機(ji)(ji)(ji)(ji)沒有計算(suan)(suan)(suan)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)獨立形(xing)式(shi)及(ji)功能(neng)(neng)。單片機(ji)(ji)(ji)(ji)完(wan)全(quan)是按(an)照嵌(qian)(qian)(qian)(qian)入(ru)(ru)式(shi)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)要求(qiu)(qiu)(qiu)設計的(de)(de)(de)，因此單片機(ji)(ji)(ji)(ji)是最典(dian)型的(de)(de)(de)嵌(qian)(qian)(qian)(qian)入(ru)(ru)式(shi)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)。早(zao)期的(de)(de)(de)單片機(ji)(ji)(ji)(ji)只是按(an)嵌(qian)(qian)(qian)(qian)入(ru)(ru)式(shi)應用(yong)(yong)技術(shu)要求(qiu)(qiu)(qiu)設計的(de)(de)(de)計算(suan)(suan)(suan)機(ji)(ji)(ji)(ji)單芯片集成，故名(ming)單片機(ji)(ji)(ji)(ji)。隨后，單片機(ji)(ji)(ji)(ji)為(wei)滿足嵌(qian)(qian)(qian)(qian)入(ru)(ru)式(shi)應用(yong)(yong)要求(qiu)(qiu)(qiu)不斷增強其(qi)控(kong)(kong)制(zhi)功能(neng)(neng)與外圍(wei)接口(kou)功能(neng)(neng)，尤其(qi)是突出(chu)控(kong)(kong)制(zhi)功能(neng)(neng)，因此國際上(shang)已(yi)將單片機(ji)(ji)(ji)(ji)正(zheng)名(ming)為(wei)微控(kong)(kong)制(zhi)器(MCU，Microcontroller Unit)。
相信看過(guo)這篇文章(zhang)以后的童(tong)鞋不會對學習單片(pian)機(ji)有了(le)大概的了(le)解了(le)，華清(qing)遠(yuan)見(jian)專注單片(pian)機(ji)設計培訓多年(nian)，目(mu)前單片(pian)機(ji)行情并不如(ru)意，大部分(fen)人已開始(shi)從事更(geng)高(gao)級的ARM開發。有單片(pian)機(ji)基礎學ARM可以說是如(ru)虎添翼(yi)，在職場更(geng)能提升自己的競爭力，對于我(wo)們開發者而言年(nian)薪十萬豈能滿足?
