1.什么是单片机

单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比受到人们的重视和关注，故应用很广，发展很快。单片机的优点是，体积小，重量轻，抗干扰能力强，对环境要求不高，价格低廉，可靠性高，灵活性好，易开发。工程技术人员通过学习有关单片机的知识后，也能自己开发所希望的单片机系统，并可获得较高的经济效益。正因为如此，单片机以其卓越的性能，被广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表和家用电器等领域。

单片机就是将微处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM、EPROM）和各种输入/输出接口（定时器/计数器、并行I/O口、串行口、A/D转换器以及脉冲调制器PWM等）集成在一块芯片上，这样一块芯片具有一台计算机的属性，因而被称为单片微型计算机，简称为单片机。

单片机主要应用于测控领域，用以实现各种测试和控制功能。为了强调其控制属性，在国际上，一般把单片机称为微控制器（MicroController Unit，MCU），而在我国则比较习惯于使用“单片机”这一名称。

在应用时，单片机通常是处于被控系统的核心地位，并被嵌入其中，为了强调其“嵌入”的特点，也常常把单片机称为嵌入式控制器（Embedded MicroController Unit，EMCU）。

单片机按照其用途可分为通用型和专用型两大类。通用单片机具有比较丰富的内部资源，性能全面且适应性强，能覆盖多种应用需求，用户可以根据需要将其设计成各种不同应用的控制系统，即通用单片机有一个再设计的过程。通过用户的进一步设计，才能组建成一个以通用单片机芯片为核心的、配以其他外围电路的应用控制系统。通常所说的以及本书所介绍的单片机都是指通用单片机。

然而，在单片机的测控应用中，有许多时候是专门针对某个特定产品（例如，打印机控制器和在各种通信设备和家用电器中的单片机等）。这种“专用”单片机针对性强且用量大，为此，厂家常与芯片制造商合作，设计和生产专用的单片机芯片。由于专用单片机芯片是针对一种产品或一种控制应用而专门设计的，在设计时已经对系统结构的最简化、软硬件资源利用的最优化、可靠性和成本的最佳化等方面都进行了考虑，所以专用单片机具有十分明显的综合优势。

随着单片机应用的广泛和深入，各种专用单片机芯片将会越来越多，必将成为今后单片机发展的一个重要方向。但是，无论专用单片机在应用上有多么“专”，其原理和结构都是以通用单片机为基础的。(www.daowen.com)

2.单片机的历史及发展概况

可将单片机根据其基本操作处理的位数分为：1位单片机、4位单片机、8位单片机、16位单片机和32位单片机。继1971年微处理器的研制成功不久就出现了单片机，但最早的单片机是1位的。

可将单片机的发展历史分为以下几个阶段。

第1阶段（1974～1976年）：单片机初级阶段。受工艺限制，单片机采用双片的形式，而且功能比较简单。例如，仙童公司生产的F8单片机，实际上只包括了8位CPU、64个字节RAM和两个并行口。因此，还需加一块3851（由1K ROM、定时器/计数器和两个并行I/O构成）才能组成一台完整的计算机。

第2阶段（1976～1978年）：低性能单片机阶段。以Intel公司制造的MCS-48单片机为代表，这种单片机片内集成有8位CPU、并行I/O口、8位定时器/计数器RAM和ROM等，但是不足之处是无串行口，中断处理比较简单，片内RAM和ROM容量较小，且寻址范围不大于4KB。

第3阶段（1978～1982年）：高性能单片机阶段。这个阶段推出的单片机普遍带有串行口，多级中断系统，16位定时器/计数器，片内ROM、RAM容量被加大，且寻址范围可达64KB，有的片内还带有A/D转换器。这类单片机的典型代表是，Intel公司的MCS-51系列、Motorola公司的6801和Zilog公司的Z8系列等。由于这类单片机的性能价格比高，所以仍被广泛应用，是目前应用数量较多的单片机。

第4阶段（1982年至今）：8位单片机得到巩固发展及16位单片机和32位单片机的推出阶段。此阶段的主要特征是，一方面发展16位单片机、32位单片机及专用型单片机；另一方面不断完善高档8位单片机，改善其结构，以满足不同的用户需要。16位单片机的典型产品如Intel公司生产的MCS-96系列单片机，其集成度已达120000管子/片，主振为12MHz，片内RAM为232B，ROM为8KB，中断处理为8级，而且片内带有多通道10位A/D转换器和高速输入/输出部件（HSI/HSO），实时处理的能力很强。而32位单片机除了具有更高的集成度外，其主振已达20MHz，这使32位单片机的数据处理速度比16位单片机增快许多，性能比8位、16位单片机更加优越。