零起点学习单片机多语言编程，了解单片机的基本组成

2023-11-07 理论教育版权反馈

【摘要】：单片机是将CPU+ROM+RAM+I/O集成在一块小小的芯片上，这种结构使用非常灵活，可以“嵌入”任何控制对象内，组成嵌入式系统。单片机中的片内程序存储器是一种可编程可擦除的只读存储器。通用计算机的CPU主要是进行高速数据处理。单片机体积很小，可以直接“嵌入”到机器的控制板上，实际上就是将计算机系统嵌入到机器内，组成所谓的“嵌入式系统”。

单片机是将CPU+ROM+RAM+I/O集成在一块小小的芯片上（见图1-1），这种结构使用非常灵活，可以“嵌入”任何控制对象内，组成嵌入式系统。本实验机所用的单片机芯片有两种：STC89C51RC和AT89S51/52。

从结构上看，单片机可分为以下几部分：

1）中央处理机（Center Processor Unit，CPU）。它包括一个独立的指令系统，负责执行程序存储器中存入的指令，对输入/输出的信息进行处理。普遍的简单应用以4/8位为主体，8051系列单片机即属于8位机。

2）程序存储器。单片机中的片内程序存储器是一种可编程可擦除的只读存储器。运行时不能写入，只能读出信息。它可以由用户使用软件电擦除/写入，擦/写速度很快，并具有非易失性，掉电后存储的信息，能长久保持，并且可加密。这项技术被称为“Flash（闪速）”，现已被广泛应用在单片机当中。

3）随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）。常作为随机数据读/写使用。片内RAM单元负责保存各种寄存器的内容，也作为指令运行中的数据缓冲区，一般容量很小，为256B～4KB。RAM可以任意擦/写为“0”或“1”状态，存取速度很快。它具有易失性，掉电后信息不能保存。

图1-1　MCU组成(www.chuimin.cn)

片外RAM是对片内RAM的扩展。当需要大量处理随机信息时，就有必要扩展片外存储器。片外RAM可以使用并行RAM（例如6264/62256等），其存取速度很快，但也具有易失性，掉电后信息不能保存。

片外RAM也可用I²C存储器。这是一种串行E²PROM，全称为电可擦除可编程只读存储器（Electrical Erase Programming Read Only Memory）。它按照I²C总线协议进行电读/写，特点是可以任意按字节擦/写，也可按位擦/写。既可以由“1”写为“0”状态，也可以由“0”写为“1”状态。其读/写速度慢，但具有非易失特性，在掉电后信息可长期保存，常作为单片机外部电子盘存储信息。

4）输入/输出端口（Input/Output，I/O端口）。单片机的端口与PC的端口有很大不同。PC的端口（如串行接口RS232，并行接口LTP以及USB）必须编程才能应用，透明度差，应用有一定的难度，适合大量信息的传送。单片机的端口是一种二进制逻辑口，可通过编程设置它的状态。可以设为“1”，也可以设为“0”。用简单的指令即可以控制端口的状态，可以直接对外围电子元器件进行逻辑控制，与被控对象的结合非常紧密。

通用计算机的CPU主要是进行高速数据处理。对于机器的直接控制任务，必须寻求一种能直接控制电子器件的低成本的具有CPU功能的芯片，为解决这个任务，导致了单片机的出现。

单片机体积很小，可以直接“嵌入”到机器的控制板上，实际上就是将计算机系统嵌入到机器内，组成所谓的“嵌入式系统”。芯片内的控制程序可以方便地进行改变，即在电子硬件系统中引入了“软件”，极大地提升了电子控制系统的水平。MCU的出现，起到了划时代的作用。其发展方兴未艾，特别是32位MCU/MPU，更是具有极广阔的发展前景。

零起点学习单片机多语言编程，了解单片机的基本组成

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