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史上最强单片机科普 应广单片机

单片机最强史上

应单片机(史上最强单片机科普)
它是MCU微控制器单元的简称，中文称为微控制器，俗称单片机 。就是适当降低CPU的频率和规格，将内存、计数器、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA甚至LCD驱动电路等外设接口集成在单个芯片上，形成芯片级的计算机，可以针对手机、PC外设、遥控器等不同的应用进行不同的组合控制，达到汽车电子和工业 。
单片机发展简史
单片机的历史并不长，但发展很快 。它的出现和发展大致与微处理器(CPU)的出现和发展同步 。自1971年英特尔公司首次推出4位微处理器以来，其发展大致可分为五个阶段 。下面将以英特尔单片机的发展为代表进行介绍 。
1971 ~1976
单片机发展的初级阶段 。1971年11月，英特尔公司首先设计了集成2000个晶体管/芯片的4位微处理器英特尔4004，并配备了RAM、ROM和移位寄存器，构成了第一个MCS-4微处理器，随后又推出了8位微处理器英特尔8008以及其他公司相继推出的其他8位微处理器 。
1976 ~1980
低性能单片机级 。例如，英特尔公司在1976年推出的MCS-48系列采用单片结构，将8位CPU、8位并行I/O接口、8位定时器/计数器、RAM和ROM集成在一个半导体芯片上 。虽然其寻址范围有限(不超过4 KB)，没有串行I/O，RAM和ROM容量小，中断系统相对简单，但其功能可以满足一般工业控制和智能仪表的要求 。
1980 ~1983
高性能单片机级 。现阶段推出的高性能8位单片机一般有串口、多级中断处理系统和多个16位定时器/计数器 。增加了片上RAM和ROM的容量，寻址范围可达64 KB 。一些片上系统也有模数转换接口 。
从1983年到1980年代末
16位MCU级 。1983年，英特尔推出了高性能的MCS-96系列16位单片机 。因为最新的制造技术，芯片集成度达到了12万个晶体管/芯片 。
在20世纪90年代
单片机在集成度、功能、速度、可靠性和应用领域都在向更高的水平发展 。
单片机的分类及应用
MCU根据其内存类型可分为非片上ROM型和片上ROM型两种 。对于没有片上只读存储器的芯片，需要连接一个可编程只读存储器(通常是8031)才能使用 。具有片上ROM类型的芯片分为片上EPROM类型(典型芯片为87C51)、MASK片上mask ROM类型(典型芯片为8051)、片上Flash类型(典型芯片为89C51)等类型 。
按用途可分为通用型和专用型；根据数据总线的宽度和一次可以处理的数据字节的长度，可以分为8位、16位和32位单片机 。
目前我国应用最广泛的MCU市场是消费电子，其次是工业领域和汽车电子市场 。消费包括家电、电视、游戏机、影音系统等 。行业包括智能家居、自动化、医疗应用和新能源发电及配电 。汽车领域包括汽车动力总成和安全控制系统等 。
单片机的基本功能
对于大多数MCU，以下功能是最常见和最基本的 。不同的MCU可能有不同的描述，但本质上基本相同:
TImer (TImer):虽然TImer的种类很多，但可以分为两类:一类是固定时间间隔的TImer，即定时时间由系统设置，用户程序无法控制 。系统只提供几个固定的时间间隔供用户程序选择，如32Hz、16Hz、8Hz等 。这种定时器在4位单片机中比较常见，因此可以用来实现时钟、定时等相关功能 。
另一种是可编程定时器 。顾名思义，这种定时器的计时时间可以由用户的程序控制 。控制方法包括:时钟源的选择、预分频器的选择、预置数的设置等 。有些单片机同时拥有这三种功能，有些则可能是其中的一种或两种 。这种定时器的应用非常灵活，实际使用也是千变万化 。最常见的应用之一就是用它来实现PWM输出 。
因为时钟源可以自由选择，所以这种定时器通常与事件计数器结合使用 。
IO端口:任何MCU都有一定数量的IO端口 。没有IO端口，MCU就会失去与外界的通信通道 。根据IO端口的可配置条件，可分为以下几种类型:
纯输入或纯输出端口:这种类型的IO端口由MCU硬件设计决定，只能输入或输出，不能通过软件实时设置 。
直接读写IO口:比如MCS-51的IO口就属于这种类型的IO口 。执行读取IO口指令时，是输入口；当执行写IO命令时，它将自动成为输出端口 。
设置输入输出方向的编程:这类IO口的输入或输出由程序根据实际需要进行设置，应用灵活，可以实现一些总线级的应用，如I2C总线、各种LCD的控制总线、LED Driver等 。
对于IO口的使用，需要记住的是:对于输入口，必须有一个清晰的电平信号，保证其不能浮动空(可以通过增加上拉或下拉电阻来实现)；对于输出端口，输出状态电平必须考虑其外部连接，并且应确保在待机或静态状态下没有拉电流或吸电流 。

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