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漫谈单片机
摘要:自从1975年美国德克萨斯仪器公司(Texas Instruments)的第一个单片微型计算机(简称单片机)TMS-1000问世以来,单片机技术已成为计算机技术的一个独特分支,其应用领域越来越广泛,特别是在工业控制和仪器仪表智能化中扮演着极其重要的角色。
单片机的发展史 
单片机的开发和应用是从4位机开始的,因其内部结构简单,从而最早问世。自1975年以来,几乎所有的4位微型计算机全是单片机结构;1976年9月美国英特尔公司首次推出了MCS-48系列8位单片机,这是一个完全的8位单片机。随后两年3870(F8)系列和6801系列的8位机被推出,此后,各种8位单片机也纷纷应运而生;1983年以后集成电路的集成度可达十几万个管/片,16位单片机逐渐问世;随着调制解调器、GPS、路由器、机顶盒、工作站、激光打印机等中高端应用需求的增长,32位单片机应运而生。
单片机的内部结构和特点
单片机把微型计算机的基本功能部件全部集成在一块半导体芯片上,是的一块集成电路芯片就是一部微型计算机,这种集成电路芯片被称为半片微型计算机(Single Chip puter),简称单片机。单片机除了具备一般微型计算机的功能,为了增强实时控制能力,绝大部分单片机的芯片上还集成有定时器/计数器,某些单片机还带有A/D转换器等功能部件。
单片机的内部结构
1、中央处理器(CPU),包括ALU、控制器和寄存器组; 
2、存储器,包括ROM和RAM; 
3、输入/输出(I/O)接口,与外部输入/输出设备连接。 
单片机的特点 
所谓单片机就是一块芯片上集成了CPU、ROM、RAM、定时/计数器和多种I/O接口电路等达到一定规模的微型计算机。单片机与微型计算机比较,在硬件结构、指令设置上均有独到之处,其主要特点如下。 
1、在存储器组织上采用哈佛(Harvard)结构。即数据存储空间与程序存储空间相互分离开来。而不太采用目前计算机常用的冯·诺依曼结构,即数据与程序合用一个存储空间。 
采用Harvard结构主要是考虑到单片机主要面向控制,程序存储器ROM和数据存储器RAM严格分工。通常需要较大容量的ROM,ROM只存放已调试好的控制程序、常数及数据表格。还需要一定容量的RAM,用于存放少量的随机数据、变量及用做工作区。这样小容量的数据存储器能以高速RAM的形式形成集成在单片机内,加快程序运行速度。RAM并不是当做高速数据缓冲存储器(Cache)用。 
2、采用面向控制的指令系统。为满足控制的需要,单片机的逻辑控制能力要优于同等级的CPU,特别是单片机具有很强的位处理能力。单片机的运行速度也较高。
3、单片机的I/O引脚通常是多功能的。由于单片机上的引脚数有限,为了解决实际引脚数和需要的信号线数的矛盾,采用了引脚功能复用的方法,引脚处于何种功能,可有指令来设置或由机器状态来区分。
4、系列齐全,功能扩展性强。单片机有内部淹膜ROM、内部EPROM和外接ROM等形式,并可方便地扩展外部的ROM、RAM及I/O接口,与许多通用的微机接口芯片兼容,给应用系统的设计和生产带来了极大的方便。
5、单片机的功能是通用的。单片机虽然主要作控制器,但是功能上还是通用的,可以像一般微处理器那样广泛地应用在各个方面。
单片机的分类 
单片机的分类目前尚无统