淺談單片機(jī)應(yīng)用與單片機(jī)芯片——兼對(duì)八位單片機(jī)學(xué)習(xí)的感想

趙亞轉(zhuǎn)

陜西省機(jī)電工程學(xué)校，陜西 咸陽(yáng) 712025

1 單片機(jī)介紹

單片機(jī)是一種集成的電路芯片，它采用超大規(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)。

2 單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域

隨著單片機(jī)應(yīng)用的推廣，微控制技術(shù)將不斷發(fā)展完善。單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域總結(jié)起來(lái)可以歸為如下幾種[1]：

1）在智能儀器儀表上的應(yīng)用。采用單片機(jī)的智能化儀表大大提升了儀表的檔次，強(qiáng)化了功能。如數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)、故障診斷、聯(lián)網(wǎng)集控等；

2）在工業(yè)控制中的應(yīng)用。工業(yè)自動(dòng)化控制是最早采用單片機(jī)控制的領(lǐng)域之一。如各種測(cè)控系統(tǒng)、過(guò)程控制、機(jī)電一體化、PLC等。在化工、建筑、冶金等各種工業(yè)領(lǐng)域都要用到單片機(jī)控制；

3）在家用電器中的應(yīng)用。各種家用電器普遍采用單片機(jī)智能化控制代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電子線路控制，升級(jí)換代，提高檔次。如洗衣機(jī)、空調(diào)、電視機(jī)、錄像機(jī)、微波爐、電冰箱、電飯煲以及各種視聽(tīng)設(shè)備等；

4）在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用?，F(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。而且現(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)、電話機(jī)、小型程控交換機(jī)、樓宇自動(dòng)通信呼叫系統(tǒng)、列車無(wú)線通信、再到日常工作中隨處可見(jiàn)的移動(dòng)電話，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，超聲診斷設(shè)備及病床呼叫系統(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內(nèi)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（類似于ROM），由微控制器讀出，轉(zhuǎn)化為模擬音樂(lè)電信號(hào)（類似于聲卡）。

7）單片機(jī)在汽車設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用。單片機(jī)在汽車電子中的應(yīng)用也非常廣泛，例如，汽車中的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器，基于CAN總線的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)智能電子控制器，GPS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、教育和國(guó)防航空航天等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途。

3 常見(jiàn)單片機(jī)芯片簡(jiǎn)介

1）STC單片機(jī)技術(shù)。STC公司的單片機(jī)主要是基于8051內(nèi)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8～12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)；

2）PIC單片機(jī)。它是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、代碼保密性好，大部分芯片有其兼容的FLASH程序存儲(chǔ)器的芯片[2]。

3）EMC單片機(jī)。是臺(tái)灣義隆公司的產(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。

4）51單片機(jī)

（1）ATMEL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、內(nèi)載在線可編程Flash的單片機(jī)，也叫AVR單片機(jī)；（2）PHLIPIS 51PLC系列單片機(jī)。PHILIPS公司的單片機(jī)是基于80C51內(nèi)核的單片機(jī)，嵌入了掉電檢測(cè)、模擬以及片內(nèi)RC振蕩器等功能，這使51LPC在高集成度、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；（3）TI公司單片機(jī)。德州儀器提供了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

5）HOLTEK單片機(jī)。臺(tái)灣盛揚(yáng)半導(dǎo)體的單片機(jī)，價(jià)格便宜，種類較多，但抗干擾較差，適用于消費(fèi)類產(chǎn)品；

6）松翰單片機(jī)（SONIX）。SONIX是臺(tái)灣松翰公司的單片機(jī)，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 內(nèi)振 內(nèi)部雜訊濾波。缺點(diǎn)RAM空間過(guò)小，抗干擾較好；

4 八位單片機(jī)學(xué)習(xí)感想

通過(guò)對(duì)MCS-51、EMC系列、HT系列、PIC系列等八位單片機(jī)的學(xué)習(xí)與應(yīng)用，對(duì)8位微處理器的特點(diǎn)有了較深的認(rèn)識(shí)。

首先，是8位單片機(jī)的程序執(zhí)行方式都為直線形式，內(nèi)核相同；其次，為指令，如用匯編可分為集中指令集和精簡(jiǎn)指令集。無(wú)論是集中指令或是精簡(jiǎn)指令，其指令使用方法與其特色大同小異。都是數(shù)據(jù)傳送、對(duì)I/O口操作、設(shè)置功能寄存器、數(shù)據(jù)計(jì)算、數(shù)據(jù)比較等等。如用C語(yǔ)言編程，各單片機(jī)以C為標(biāo)準(zhǔn)，只有部分特殊寄存器名稱有所不同；其余都相同。

各類8位單片機(jī)的不同之處是其附帶的各種功能有所不同。如MSC-51帶通信串口，EMC78P458帶AD轉(zhuǎn)換、PWM輸出，HT帶內(nèi)部RC等等。

對(duì)新的8位單片機(jī)，只要了解一下其內(nèi)部資源和其控制指令，即可開(kāi)始應(yīng)用。一般2～3天就可上手，多則5天。在學(xué)習(xí)以前未使用過(guò)的單片機(jī)，一定要了解該種單片機(jī)的特殊性，以免跟其它單片機(jī)混雜而導(dǎo)致錯(cuò)誤。

5 結(jié)論

在單片機(jī)的應(yīng)用中，一定要先弄清楚電路的原理，然后再此基礎(chǔ)上來(lái)設(shè)計(jì)程序，優(yōu)化程序，最終實(shí)現(xiàn)功能?？偨Y(jié)起來(lái)學(xué)習(xí)單片機(jī)的簡(jiǎn)單思路是：學(xué)好C語(yǔ)言，掌握單片機(jī)各功能的原理，看懂別人的程序，自己動(dòng)手實(shí)踐，哪怕只是仿真，不斷的學(xué)習(xí)與改進(jìn)。

[1]羅偉.單片機(jī)應(yīng)用.人民郵電出版社,2010-04-01.

[2]肖茂森,原思聰,鐘春生,徐金星.PIC單片機(jī)芯片在電渦流傳感器溫度補(bǔ)償中的應(yīng)用[J].工業(yè)計(jì)量,2005(1).