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学号：单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了 i/o 设备。
概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、**便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。
同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。
单片机诞生于 20 世纪 70 年代末，经历了 scm、mcu、soc 三大阶段。单片机作为微型计算机的一个重要分支，应用面很广，发展很快。自单片机诞生至今，已发展为上百种系列的近千个机种。
目前， 单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着 cmos 化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低**和外围电路内装化等几个方面发展。尽管单片机出现的历史并不长，但以8位单片机的推出为起点，那么，单片机的发展大致可分为四个阶段。
第一阶段（1976-1978）：单片机的控索阶段。以 intel 公司的 mcs–48 为代表。
mcs–48 的推出是在工控领域的探索，参与这一探索的公司还有 motorola 、zilog 等，都取得了满意的效果。 这就是 scm 的诞生年代，“单机片”一词即由此而来。这个系列的单片机内集成有8位cpu、i/o接口、8位定时器/计数器，寻址范围不大于4k字节，简单的中断功能，无串行接口。
第二阶段（1978-1982）单片机的完善阶段。intel 公司在 mcs–48 基础上推出了完善的、典型的单片机系列 mcs–51。它在以下几个方面奠定了典型的通用总线型单片机体系结构。
①完善的外部总线。mcs-51 设置了经典的 8 位单片机的总线结构，包括 8 位数据总线、16 位地址总线、控制总线及具有很多机通信功能的串行通信接口。②cpu 外围功能单元的集中管理模式。
③体现工控特性的位地址空间及位操作方式。④指令系统趋于丰富和完善，并且增加了许多突出控制功能的指令。
第三阶段（1982-1990）： 8 位单片机的巩固发展及 16 位单片机的推出阶段，也是单片机向微控制器发展的阶段。intel 公司推出的 mcs–96 系列单片机，将一些用于测控系统的模数转换器、程序运行监视器、脉宽调制器等纳入片中，体现了单片机的微控制器特征。
随着 mcs–51 系列的广应用， 许多电气厂商竞相使用 80c51 为内核，将许多测控系统中使用的电路技术、接**术、多通道 a/d 转换部件、可靠性技术等应用到单片机中，增强了外围电路路功能，强化了智能控制的特征。
第四阶段（1990—）：微控制器的全面发展阶段。随着单片机在各个领域全面深入地发展和应用，出现了高速、大寻址范围、强运算能力的 8 位/16 位/32 位通用型单片机，以及小型廉价的专用型单片机。
现在可以说是单片机百花齐放，百家争鸣的时期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机，从 8 位机、16 位机到 32 位机，从 msp430，c51 到 arm 数不胜数，应有尽有。而早期的单片机都是 8 位或 4 位的。其中最成功的是 intel 的 8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。
此后在 8031 上发展出了 mcs51 系列单片机系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开始出现了 16 位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。
90 年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。随着 intel i960系列特别是后来的arm系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位， 并且进入主流市场。而传统的 8 位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起 80 年代提高了数百倍。
目前，高端的 32 位单片机主频已经超过 300mhz，性能直追 90 年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂**跌落至 1 美元，最高端的型号也只有 10 美元。当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的 windows 和 linux 操作系统。
是的单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。事实上单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。
手机、**、计算器、 家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有 1-2 部单片机。而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。汽车上一般配备 40 多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作！
单片机的数量不仅远超过pc机和其他计算的总和，甚至比人类的数量还要多。
市场上流行的具有mcs-51内核的单片机如atmel公司的atmel89系列、cygnal的c8051fxxx系列、philips公司的8xc51系列等各系列的特性如下：
一、atmel公司的atmel89系列单片机。
1）atmel89系列单片机简介。
atmel89系列单片机是atmel公司生产的与mcs-51系列单片机兼容的产品。这个系列产品的最大特点是在片内含有flash存储器，因此它有着十分广泛的应用前景和用途。
atmel89系列的型号由"89cxxxx"或"89lvxxxx"或"89sxxxx"等表示。其中"9"表示芯片内部含flash存储器，"c"表示是cmos产品，"lv"表示低电压产品，"s"表示含可**的flash存储器，"xxxx"为表示型号的数字，如：51，2051，8252等。
2）at89s52单片机的主要特点。
at89s52是一款低能耗高性能的8位cmos微处理器，芯片内部具有8k字节可在系统编程的flash内部程序存储器（可写/擦1000次）。允许在系统内改写或用常规非易失性存储器编程器编程。芯片采用51系列指令集并与51系列单片机引脚兼容。
工作电压在4.0v～5.5v。
节内部ram。32根可编程i/o线、三个16位定时器/计数器、8个中断源、2个数据指针以及看门狗定时器。全双工异步串行通信通道。
低功耗空闲和掉电方式。通过中断中止掉电方式。
二、cygnal公司的c8051fxxx系列单片机。
1）c8051fxxx系列单片机简介。
c8051fxxx系列单片机是美国cygnal公司推出的高速、高性能混合信号处理单片机，采用流水线结构，机器周期由标准的12个系统时钟周期降为1个系统时钟周期，处理能力大大提高，峰值性能可达100mips。该单片机彻底改变人们对8051单片机速度慢性能低的印象。
2）c8051fxxx系列单片机的主要特点。
速度快：高达25mips的速度，比标准8051快20倍以上。
大的模拟信号处理功能：有多达32路12位adc或高达500khz的8位adc，两路12位精度的dac，两路模拟比较器，高精度基准电源，程控放大器和温度传感器。
先进的jtag调试功能：支持系统全速非插入调试和编程，不占用任何片内资源。
强大的控制功能：有多达64位i/o口线，所有的口线可以编程为弱上拉或推挽输出，具有数字开关阵列可以将内部系统资源定向到p0、p1和p2。
中断源：多达22个的中断源为实时多任务系统的实现提供了扎实的基础。
可靠的安全机制：有7种复位源，使系统的运行可靠性大大提高；采用一种与传统方式完全不同的加密方式，利用jtag口编程来加密芯片，可以绝对保护用户的知识产权。
存储器：多达64kb的flash存储器。其中的部分可以作为数据存储器用，同时片内可有多达4kb的ram存储器。
三、philips公司的8xc51系列。
1）8xc51系列单片机简介。
philips公司的单片机从内核结构上可划分为16位xa系列和80c51兼容系列。16位xa 系列单片机是其80c5 兼容系列的升级产品。80c51兼容单片机又可分为6时钟内核类和12时钟内核类。
2）8xc51系列单片机的主要特性。
vdd=4.5v～6.0v时，时钟频率最高可达到 20mhz；vdd=2.7v～4.5v时，时钟频率最大为10mhz。供电电压范围为2.7v～6.0v。
含节的片内ram。含2个16位定时/计数器，每一个均可设置为超时溢出时切换到相应端口输出。含1-2个精确模拟量比较器，通过外接r 器件可组成四路a/d转换器。
增强型的全双工通用异步接收/发送器(uart)，增加了帧错误检测、自动地址识别等功能。4-8个键盘中断输入，另加 1-2路外部中断输入，4个中断优先级。
集成了看门狗定时器，利用片内振荡，无需外接元件，可用来检测cpu的工作情况。
低电压复位功能，当使用片内上电复位时不需要外接元件。用户通过对eprom中相应位进行编程，可选择片内振荡及其频率范围和rc振荡器的其它选项，且不需外接振荡器件。
可编程i/o口工作模式，通过软件设置可使i/o口工作于四种工作模式。且每位i/o端口均有20ma的驱动能力，可直接驱动led显示。eprom 存储器允许**串行的程序**，两个eprom保密位可防止程序被非法读出。
具有空闲和掉电两种省电模式，提供从掉电模式中唤醒的功能。
四、51单片机间的区别。
我们所学的是intel公司的mcs-51系列单片机，它包括等。
atmel89系列单片机完全兼容8051的指令、管脚，但其片内的程序存储器是flash工艺的，而且还多了isp编程和看门狗功能。
c8051fxxx系列单片机的性能更高、速度更快、集成度更高，它也完全兼容8051的指令、管脚，但它采用了流水线结构，使得其执行指令的速度是标准8051执行指令速度的10倍以上。而且增加了中断源的个数。
8xc51系列比8051多了看门狗功能，且每个机器周期只包括4个时钟周期的cpu内核，在相同的时钟频率下，其速度提高了2.5倍左右。
**r是美国atmel公司研发的，atmel公司有三大系列mcu，一种是老式的以8051内核的单片机，第二种是目前大量使用的以**r内核的**r单片机。第三种是目前高端的以arm内核的微处理器。arm已经不是单片机那么简单的概念了，差不多跟电脑cpu类似了。
现在手机上的cpu就是arm的。每种单片机都有自己的内部构架的，内核就是指的它内部的构架，构架不同就所谓内核不同。内核是软件或者硬件的基本核心部分，可以包含软件和硬件。
如linux的内核就是软件的，是linux最基本的部分，其他软件是在内核的基础上发展。51内核是51系列兼容机的基本部分。包含指令系统、和基本的硬件，如内存结构等。
其他增强型51单片机，就是在内核的基础上扩展功能。
cortex-m 系列针对成本和功耗敏感的 mcu 和终端应用如智能测量、人机接口设备、汽车和工业控制系统、大型家用电器、消费性产品和医疗器械的混合信号设备进行过优化。.cortex-m 系列处理器都是二进制向上兼容的，这使得软件重用以及从一个 cortex-m 处理器无缝发展到另一个成为可能。
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