淺談單片機應用與單片機芯片——兼對八位單片機學習的感想

趙亞轉

陜西省機電工程學校，陜西 咸陽 712025

1 單片機介紹

單片機是一種集成的電路芯片，它采用超大規模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統、定時器/計時器等功能（可能還包括顯示驅動電路、脈寬調制電路、模擬多路轉換器、A/D轉換器等電路）集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的計算機系統。

2 單片機應用領域

隨著單片機應用的推廣，微控制技術將不斷發展完善。單片機的應用領域總結起來可以歸為如下幾種[1]：

1）在智能儀器儀表上的應用。采用單片機的智能化儀表大大提升了儀表的檔次，強化了功能。如數據處理和存儲、故障診斷、聯網集控等；

2）在工業控制中的應用。工業自動化控制是最早采用單片機控制的領域之一。如各種測控系統、過程控制、機電一體化、PLC等。在化工、建筑、冶金等各種工業領域都要用到單片機控制；

3）在家用電器中的應用。各種家用電器普遍采用單片機智能化控制代替傳統的電子線路控制，升級換代，提高檔次。如洗衣機、空調、電視機、錄像機、微波爐、電冰箱、電飯煲以及各種視聽設備等；

4）在計算機網絡和通信領域中的應用。現代的單片機普遍具備通信接口，可以很方便地與計算機進行數據通信，為在計算機網絡和通信設備間的應用提供了極好的物質條件。而且現在的通信設備基本上都實現了單片機智能控制，從手機、電話機、小型程控交換機、樓宇自動通信呼叫系統、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動電話，集群移動通信，無線電對講機等；

5）單片機在醫用設備領域中的應用。單片機在醫用設備中的用途亦相當廣泛，例如，醫用呼吸機，各種分析儀，監護儀，超聲診斷設備及病床呼叫系統等等。

6）在各種大型電器中的模塊化應用。某些專用單片機設計用于實現特定功能，從而在各種電路中進行模塊化應用，而不要求使用人員了解其內部結構。如音樂集成單片機，看似簡單的功能，微縮在純電子芯片中（有別于磁帶機的原理），就需要復雜的類似于計算機的原理。如音樂信號以數字的形式存于存儲器中（類似于ROM），由微控制器讀出，轉化為模擬音樂電信號（類似于聲卡）。

7）單片機在汽車設備領域中的應用。單片機在汽車電子中的應用也非常廣泛，例如，汽車中的發動機控制器，基于CAN總線的汽車發動機智能電子控制器，GPS導航系統，abs防抱死系統，制動系統等等。

此外，單片機在工商、金融、科研、教育和國防航空航天等領域都有著十分廣泛的用途。

3 常見單片機芯片簡介

1）STC單片機技術。STC公司的單片機主要是基于8051內核，是新一代增強型單片機，指令代碼完全兼容傳統8051，速度快8～12倍，帶ADC，4路PWM，雙串口，有全球唯一ID號，加密性好，抗干擾強；

2）PIC單片機。它是MICROCHIP公司的產品，其突出的特點是體積小、功耗低、精簡指令集、抗干擾性好、可靠性高、有較強的模擬接口、代碼保密性好，大部分芯片有其兼容的FLASH程序存儲器的芯片[2]。

3）EMC單片機。是臺灣義隆公司的產品，有很大一部分與PIC 8位單片機兼容，且相兼容產品的資源相對比PIC的多，價格便宜，有很多系列可選，但抗干擾較差。

4）51單片機

（1）ATMEL單片機。ATMEl公司的8位單片機有AT89、AT90兩個系列，AT89系列是8位Flash單片機，與8051系列單片機相兼容，靜態時鐘模式；AT90系列單片機是增強RISC結構、全靜態工作方式、內載在線可編程Flash的單片機，也叫AVR單片機；（2）PHLIPIS 51PLC系列單片機。PHILIPS公司的單片機是基于80C51內核的單片機，嵌入了掉電檢測、模擬以及片內RC振蕩器等功能，這使51LPC在高集成度、低成本、低功耗的應用設計中可以滿足多方面的性能要求；（3）TI公司單片機。德州儀器提供了TMS370和MSP430兩大系列通用單片機.TMS370系列單片機是8位CMOS單片機，具有多種存儲模式、多種外圍接口模式，適用于復雜的實時控制場合；MSP430系列單片機是一種超低功耗、功能集成度較高的16位低功耗單片機，特別適用于要求功耗低的場合

5）HOLTEK單片機。臺灣盛揚半導體的單片機，價格便宜，種類較多，但抗干擾較差，適用于消費類產品；

6）松翰單片機（SONIX）。SONIX是臺灣松翰公司的單片機，大多為8位機，有一部分與PIC 8位單片機兼容，價格便宜，系統時鐘分頻可選項較多，有PMW ADC 內振 內部雜訊濾波。缺點RAM空間過小，抗干擾較好；

4 八位單片機學習感想

通過對MCS-51、EMC系列、HT系列、PIC系列等八位單片機的學習與應用，對8位微處理器的特點有了較深的認識。

首先，是8位單片機的程序執行方式都為直線形式，內核相同；其次，為指令，如用匯編可分為集中指令集和精簡指令集。無論是集中指令或是精簡指令，其指令使用方法與其特色大同小異。都是數據傳送、對I/O口操作、設置功能寄存器、數據計算、數據比較等等。如用C語言編程，各單片機以C為標準，只有部分特殊寄存器名稱有所不同；其余都相同。

各類8位單片機的不同之處是其附帶的各種功能有所不同。如MSC-51帶通信串口，EMC78P458帶AD轉換、PWM輸出，HT帶內部RC等等。

對新的8位單片機，只要了解一下其內部資源和其控制指令，即可開始應用。一般2～3天就可上手，多則5天。在學習以前未使用過的單片機，一定要了解該種單片機的特殊性，以免跟其它單片機混雜而導致錯誤。

5 結論

在單片機的應用中，一定要先弄清楚電路的原理，然后再此基礎上來設計程序，優化程序，最終實現功能。總結起來學習單片機的簡單思路是：學好C語言，掌握單片機各功能的原理，看懂別人的程序，自己動手實踐，哪怕只是仿真，不斷的學習與改進。

[1]羅偉.單片機應用.人民郵電出版社,2010-04-01.

[2]肖茂森,原思聰,鐘春生,徐金星.PIC單片機芯片在電渦流傳感器溫度補償中的應用[J].工業計量,2005(1).