51单片机学前班.docVIP

单片机学前班 该教程只适合单片机初学者，高手就不要看了！ 一．什么是单片机？用它能干啥？ 大多数想学单片机的人都见过芯片（俗称集成块）吧，随便打开一个电脑主机，内部可以见到很多密密麻麻的芯片，一般电子产品中都有很多芯片，有的多达上百种芯片。这些芯片各自完成自己的工作（如CD4069完成信号的反向，LM386完成音频电信号的放大等），但是这些芯片有个特点，就是功能已经定型！大部分芯片在出厂的时候功能已经定型了，不可以再更改，我们管这种芯片称呼为“先天功能型”的，而这里说到的单片机就不同了，他同样是一块芯片，但是功能可以后天定制，所实现的功能是后天烧写的程序代码所决定的，属于“后天功能型”的。具体如何工作，就要靠我们对单片机如何编程了。 图1 众多芯片 为什么单片机可以执行程序呢，而别的芯片不行？这要说到单片机的内部执行机理了，我们都知道电脑可以运行程序，电脑硬件是由中央处理器CPU、内存、硬盘、输入输出等组成，可以运行计算机软件（其实就是一条条指令码），单片机与之类似，也是由CPU（中央处理器）、RAM（内存）、FLASH存储器（硬盘）、IO接口（输入输出）组成。只不过单片机一般主频都很低（几Mhz到几十Mhz），RAM和FLASH也比较小，不适合跑大型程序。你要非说让单片机跑Windows，那我就没辙了，电脑才可以运行Windows这种大型应用系统，而单片机一般运行几KB到几十KB的程序代码，偶尔也有单片机运行UC/OS实时操作系统（意义上和Windows一样的，将CPU多任务化）。 我们拿到单片机可以做什么呢？说到单片机用途，那可是太广泛了，只是我们平时忽视了单片机的存在，现代人类生活中所用的几乎每件和电子相关的产品中都会找到单片机。电动自行车、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等都配有1-2部单片机。而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。汽车上一般配备40多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作！单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的综合，甚至比人类的数量还要多！这么一个庞大的“种族”，我们如果学会为己所用，那种成就感，呵呵！相信不少人动心了吧Y(^_^)Y 图2 单片机在汽车上应用 二．单片机有哪些种类？我们该学习哪种呢？ 我们小时候玩过的任天堂游戏机（当时我们都叫红白游戏机），那个就是8位单片机系统，稍后出来的世嘉游戏机，采用了16位单片机系统，玩过世嘉游戏机的都知道，世嘉游戏机明显比红白机好玩多了，无论是游戏规模上还是画质上都更胜一筹！这就是单片机处理性能的差别。早期大多数单片机是8位机甚至4位机，其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大的提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数十倍。 简单列举几种常见单片机如下： STC单片机，STC公司的单片机主要是基于8051内核，是新一代增强型单片机，指令代码完全兼容传统8051，速度快8~12倍，带ADC，PWM，双串口，有全球唯一ID号，加密性好，抗干扰强，支持串口下载程序。 　　 图3 STC单片机 PIC单片机，是MICROCHIP公司的产品，其突出的特点是体积小，功耗低，精简指令集，抗干扰性好，可靠性高，有较强的模拟接口，代码必威体育官网网址性好，大部分芯片有其兼容的FLASH程序存储器的芯片。 图4 PIC单片机 ATMEL单片机，ATMEl公司的8位单片机有AT89、AT90、AVR三个系列， AT89系列是8位Flash单片机，与8051系列单片机相兼容， AT90和AVR系列单片机是增强RISC结构、在线可编程（俗称ISP下载）Flash的单片机。 ATMEL还有32位单片机AVR32 ，性能介于单片机和DSP(数字信号处理器)之间，在运算和控制双重领域内性能都很不错，在国外迅速大规模应用。 图5 AVR单片机 既然要学单片机，就要拿最广泛、资料最多的来学，千万不要为了赶时髦，直接拿高级单片机学习，这也是初学者最容易犯的一个错误！51单片机不但没过时，反而应用最广，它并没有被高级单片机取代。如果一开始就拿STM32（高级单片机一种）来学习，很可能会掉进知识的深渊从而打消学习单片机的积极性。再者，单片机系统开发水平的高低不单单看单片机功能的强弱，还要看程序的质量和效率