淺析51單片機的特點與應用

張睿捷　丁鵬飛　王盼　原子杰　昝雪玉

摘 要：隨著嵌入式系統的不斷發展，單片機已經被人們在生活中普遍使用。單片機是對所有可以用于Intel 8031指令的系統的單片機的總稱。最初的單片機是Intel出產的8004單片機，后來隨著科學技術的發展，單片機得到了很好的發展。其中51單片機是最基礎的，用來入門的單片機，也是在生活中應用的最廣泛的一種。現在很多公司推出51系列的單片機，所以掌握51單片機的特點和在生活中的應用顯得尤為重要。

關鍵詞：51單片機;單片機;特點與應用

1 背景

51單片機作為單片機系列中比較容易入門，比較容易掌握的。它的基本功能也非常多，可在不同的環境下滿足不同的要求。51單片機內部由8位CPU*4k比特程序存儲器（ram）和128位/字節的數據存儲器（row）和21個專用的寄存器構成。單片機外圍具有32條I/O口線并且可以使用111條指令，其中大部分為單字節指令。此外單片機內部還有一個用于串口通信的接口。在供電方面51單片機采用唯一+5V電源供電。其中還有一個UART的串行I/O接口，可以用于實現單片機之間或單片機與其他單片機之間的串行通信;51單片機中的最佳振蕩頻率為6M—12M。

2 特點

以89C51單片機為例，其外部有40個不同引腳，不同的引腳控制不同的功能。其引腳分部見下圖：

40個引腳中，其中較特殊的就是20腳和40腳，分別為電源引腳（VCC）和接地引腳（GND），對于該單片機，接入+5V電源即可。在89C51內，有兩個引腳作為振蕩器和時鐘產生的電路，為第19腳和第18腳，用來產生原始的脈沖震蕩信號。在單片機中用于輸入和輸出的雙向引腳較多，分為4個大端口，分別為P0，P1，P2，P3。其對應的引腳分別為39腳-32腳，1腳-8腳，21腳-28腳，10腳-17腳，共32個引腳，都可用于輸入輸出。但其中P3端口較為特殊。具有第二功能。其口線由P3.0-P3.7，分別用于串行口的數據的輸入和輸出（發送與接收數據）;外部0/1中斷（中斷輸入輸出）;定時器0/1的外部輸入（計數輸入）;外部數據的存儲器讀/寫輸出控制。

3 舉例

單片機在生活中的應用無處不在，51單片機更是廣泛。對于單片機的入門，一般第一個應用為點亮一個LED發光二極管。對于匯編語言，一般采用Keil C51。其為美國公司出品的用于對于51單片機的匯編語言。該語言與C語言具有相似之處，具有很多優勢，對于初學者來說是最好的工具。基本程序如下：

#include<reg51.h>? ? ? ? ? ? ? ?//51系列單片機

sbit LED=P1^0;? ? ? ? ? ? ? ? //聲明出單片機P1口第一位

Void main（void）? ? ? ? ? ? ? ? //主函數

{

LED=1;? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?//點亮第一個發光二極管

}

其中LED發光二極管一般的導通壓降為1.8V，電當流流過4mA即可點亮，所以在電路中需要串聯一個1K歐的電阻，用來限流和限壓。其中長腳的為正極。當D1點亮時，P1.0設置為低電平，二極管中有電流流過，二極管發光。當D2不亮時，P1.1默認為高電平，二極管中沒有電流流過，二極管不會發光。紅色代表了高電平，藍色代表的低電平，灰色代表的是高阻態。

4 應用

單片機在最初的發展中，廣泛應用于工廠控制方面中，由最初的2位，4位單片機發展成現有的，具有很快速度的單片機。現如今，單片機在生活中的應用非常廣泛，分部于家電，交通，通信，電子器件等等。因為單片機具有很多優秀的特點：很高的集成度;很低廉的成本;具有很小的體型;便于隨身攜帶;功能強大等優點。所以可以應用在對于能源的節省與控制;智能的家用設備;智能的醫療設備等等。對于節能控制，單片機可以通過檢測設備中流過的電流的變化，來判斷設備所處在的狀態，從而可以控制該設備的運行或停止。該應用可以應用在很多的設備，大至家電，小也可以用于電子設備，比如智能手環等小型電子器件。這樣通過節能控制，在保持基礎功能可以實現的前提下，還可以進一步的減少損耗，達到節能的目的。在智能設備方面，例如單片機在語音設備中的應用，主要可以分為兩個模塊：第一，在軟件配置方面，由于單片機可以通過編程的方式，處理一些信息，因此就能夠對語音處理過程進行操作。這個可以應用于車載導航，或者語音播報等許多地方。在硬件方面，因為單片機可以具有節能控制的應用，所以在硬件方面也可以采取上述的方案進行對于設備的節能，而且還可以減少電壓，電流對于設備的損耗。提高設備的使用期限，提升使用者的用戶體驗。在醫療設備方面，隨著技術的不斷提升，單片機這種微型的電子器件也可以用于對人體的檢測。比如對于人體特征的收集，例如血壓，心跳等。通多對于人體特征的判斷，醫生可以依靠這些數據判斷病人的狀態，從而有效降低了醫生工作中的失誤，更好的維護了病人的身體健康。

參考文獻

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