一.單片機的概念
在一片集成電路芯片上集成微處理器、存儲器、I/O接口電路，從而構成了單芯片微型計算機，即單片機。
二.單片機的用途
工業自動化：數據採集，測控技術;
智能儀器儀表：數字示波器、數字信號源、數字萬用表、感應電流表等;
消費類電子產品:洗衣機、電冰箱、空調機、手機等;
凡是與控製或簡單計算有關的電子設備都可以用單片機來實現，再根據具體實際情況選擇不同性能的單片機，如：愛特梅爾，STC，PIC，四月，凌陽，80C51，arm等。
三.怎麼學單片機
實踐第一;補充必要的理論知識，即缺什麼補什麼;做工程項目積累經驗。(可在網絡上搜索些題目，也可自己有什麼想法大膽的去試驗。)。
四.為什麼選擇51單片機作為單片機學習的入門：
學51單片機成本低，而且51單片機技術最成熟、資料最豐富、學習難度相對比較低。
四.電平特性
數字電路中只有兩種電平:高和低(本課程中)定義單片機為TTL電平：高+5V、低0V。RS232電平：計算機的串口，高-12V、低+12V。
所以單片機與計算機之間進行通訊時需要加電平轉換芯片max232。
五.與、或、非及異或的基本運算：
邏輯“與”:
0*0= 0 1 * 0 = 0
0*1= 0 1 * 1 = 1
“必須都有，否則就沒有”
邏輯“或”:
0+0= 0 1 + 0 = 1
0+1= 1 1 + 1 = 1
“只要其中之一有，就有”
邏輯“非” ：
非0 = 1的非1 = 0
“求反”
邏輯“異或”:
0⊕0= 01⊕0= 1
0⊕1= 11⊕1= 0
“必須不同,否則就沒有”
六.二進制、十進制、十六進制的表示及相互轉換
十 二 十六 十 二 十六 十 二 十六 十 二 十六
0 0000 0 4 0100 4 8 1000 8 12 1100 C
1 0001 1 5 0101 5 9 1001 9 13 1101 ð
2 0010 2 6 0110 6 10 1010 一個 14 1110 Ë
3 0011 3 7 0111 7 11 1011 乙 15 1111 F
七.80c51單片機簡介
Inter公司推出了MCS-51系列單片機：集成8位CPU、4K字節ROM、128字節RAM、4個八位並口、一個全雙工串行口、2個16位定時/計數器。尋址範圍64K，並有控制功能較強的布爾處理器。單板機—單片機。
80C51是MCS-51系列中的典型品種;其它廠商以80C51為基核開發出的CMOS(場效應管)工藝單片機產品統稱為80C51系列。
51單片機是對目前所有兼容Intel 8031指令系統的單片機的統稱。該系列單片機的始祖是Intel的8031單片機，後來隨著Flash rom技術的發展，8031單片機取得了長足的進展，成為目前應用最廣泛的8位單片機之一，其代表型號是ATMEL公司的AT89系列，它廣泛應用於工業測控系統之中。目前很多公司都有51系列的兼容機型推出，在目前乃至今後很長的一段時間內將佔有大量市場。51單片機是基礎入門的一個單片機，還是應用最廣泛的一種。需要注意的是52系列的單片機一般不具備自編程能力。
當前常用的51系列單片機主要產品有：
*Intel的：80C31、80C51、87C51，80C32、80C52、87C52等;
*ATMEL的：89C51、89C52、89C2051等;
*飛利浦、華邦、達拉斯、西門子(英飛凌)等公司的許多產品
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目前，國產宏晶STC單片機以其低功耗、廉價、穩定性能，佔據著國內51單片機較大市場。
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八.單片機的工作方式
我們大概的了解了單片機的結構、特點，下面我們主要講解單片機如何工作，有那些工作方式。
單片機共有復位、程序執行、低功耗和編程與加密四種工作方式，下面分別加以介紹。
1.復位方式
(1)為什麼要復位
大家知道，單片機執行程序時總是從地址0000H 開始的，所以在進入系統時必須對CPU 進行複位，也叫初始化;另外由於程序運行中的錯誤或操作失誤使系統處於死鎖狀態時，為了擺脫這種狀態，也需要進行複位，就像電腦死機了要重新啟動一樣。
(2)復位的原理
單片機復位的方法其實很簡單，只要在RST 引腳(9 腳)上加一個持續時間為24 個振盪週期(即兩個機器週期)的高電平就可以了。如果晶振為12M，計算一下這個持續脈衝需要多長時間?
(3)如何進行複位
復位操作有上電自動復位、按鍵復位和外部脈衝復位3 種方法，上電自動復位是通過外部復位電路的電容充電來實現的，當電源剛接通時電容C 對下拉電阻開始充電，由於電容兩邊的電壓不能突變，所以RTS 端維持高電平，只要這個充電時間不超過1ms，就可以實現對單片機的自動上電複位，即接通電源就完成了系統的初始化，在實際的工程應用中，如果沒有特殊要求，一般都採用這種複位方式;按鍵復位的電路如圖2 所示，它其實就是在上電複位的基礎上加了R2 和SA，這種電路一般用在需要經常復位的系統中;外部脈衝復位的電路如圖3 所示，外部復位通常用於要求比較高的系統，比如希望系統死鎖後能自動復位。外部復位是由專門的集成電路來實現的，也就是我們通常俗稱的“看門狗”電路，這種電路有很多，它們不但能完成對單片機的自動復位功能，而且還有管理電源、用作外部存儲器等功能，比如X25045,MAX813L 等等就是比較常用的此類芯片。
2.程序執行方式
程序執行是單片機的基本工作方式，由於復位後PC=0000 ，所以程序就從地址0000H 開始執行，此時單片機就根據指令的要求完成一系列的操作控制，比如前面講的讓LED 燈閃爍起來，不過在實際使用中，程序並不會從0000H 開始執行，而總是安排一條跳轉指令，比如LJMP START ，為什麼要這樣安排，我們講到中斷時再來解釋。
3. 低功耗操作方式
在以電池供電的系統中，有時為了降低電池的功耗，在程序不運行時就要採用低功耗方式，低功耗方式有兩種—待機方式和掉電方式。
低功耗方式是由電源控制寄存器PCON (上一課我們提到過的)來控制的。電源控制寄存器是一個逐位定義的8 位寄存器，其格式如下，
其中：SMOD 為波特率倍增位，在串行通訊時用;GF1 為通用標誌位1;GF0 為通用標誌位0;PD 為掉電方式位，PD = 1，進入掉電方式;IDL 為待機方式位，IDL = 1 ，進入待機方式。也就是說只要執行一條指令讓PD 位或IDL 位為1 就可以了。那麼單片機是如何進入或退出掉電工作方式和待機工作方式的。
1 .待機方式
2 .進入待機方式
當使用指令使PCON 寄存器的IDL=1 ，則進入待機工作方式。此時CPU 停止工作，但時鐘信號仍提供給RAM，定時器，中斷系統和串行口;同時堆棧指針SP，程序計數器PC，程序狀態字PSW，累加器ACC 以及全部的通用寄存器都被凍結起來;單片機的消耗電流從24mA 降為3.7mA，這樣就可以節省電源的消耗。
② 退出待機方式
退出待機方式可以採用引入中斷的方法，在中斷程序中安排一條RETI 的指令就可以了，什麼是中斷，我們現在還不知道，當然這沒關係。其實待機方式和我們使用電腦時的睡眠方式有異曲同工之妙。
(2)掉電方式
①進入待機方式
當使用指令使PCON 寄存器的PD=1 ，則進入掉電工作方式，此時單片機的一切工作都停止，只有內部RAM 的數據被保持下來;掉電方式下電源可以降到2V，耗電僅50uA 。此時就相當於把顯示器和硬盤也關閉了。
② 退出待機方式
退出掉電工作方式的唯一方法是複位，不過應在電源電壓恢復到正常值後再進行複位，復位時間要大於10mS ，在進入掉電方式前，電源電壓是不能降下來的，因此可靠的單片機電路最好要有電源檢測電路。顯然掉電方式和待機方式是兩種不同的低功耗工作方式，前者可以在無外部事件觸發時降低電源的消耗，而後者則在程序停止運行時才使用。關於單片機的低功耗的方式就簡單的講這些，更詳細的內容也留到下冊再講解，因為那都是大蝦們的作品。
4. 編程和加密方式
單片機的編程與加密是由專門的設備來完成的，這種設備稱為編程器或燒錄器，類似的產品有很多，功能也不盡相同。
本文由 落格博客 原創撰寫：落格博客 » 什麼是單片機？單片機的工作方式！單片機學習準備知識
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