1.1.1 認識單片機

人們日常生活中使用的計算機是一種微型計算機系統，由主機、顯示器和鍵盤、鼠標、打印機等輸入輸出設備組成。在計算機的主機內部，有CPU、內存、顯卡、硬盤、電源等部件，這些部件都插接在包含控制芯片和接口電路的主板上。主機通過與外部設備連接，在硬盤上安裝了軟件系統后，計算機就可以高速運行，在人的操作干預下完成各種工作，如程序設計、文檔編輯以及上網聊天、玩游戲、看電影等功能。

1.單片機基礎知識

單片機是一種集成在一個芯片上的微型計算機系統，即在芯片的內部集成了計算機常用的部件，如CPU、存儲器、接口等電路。常見的單片機采用DIP40引腳封裝，如圖1-1所示。具有代表性的單片機是Intel公司在20世紀80年代推出的基于MCS-51架構的8051芯片。單片機結構簡單，處理字長較短，硬件和軟件開發周期短，初學者入門快，與其他電子系統結合很容易設計一個完整的控制系統。目前，單片機在日常生活和自動控制領域中應用十分廣泛，如家用電器控制、儀器設備控制以及生產自動化檢測與控制等，因此單片機又稱微控制器（Micro Controller Unit, MCU）。

圖1-1 雙列直插式40（DIP40）引腳單片機芯片

2.單片機結構及系列

MCS-51單片機采用哈佛結構，即數據存儲和程序存儲空間獨立，其內部電路可根據功能劃分為CPU、RAM、ROM/EPROM、并行口、串行口、定時器/計數器、中斷系統及特殊功能寄存器（Special Function Register, SFR）8個主要部件，MCS-51單片機結構框圖如圖1-2所示。

圖1-2 MCS-51單片機結構框圖

由于MCS-51具有完善的結構和優越的性能，因此后來的許多廠商沿用或參考該體系結構，推出各自的8051系列產品。如PHILIPS公司的83C××系列、ATMEL公司的AT89系列芯片，并在原來的基礎上不斷對單片機的功能進行擴展，如片內增加高速I/O口、A/D轉換器、PWM（脈寬調制）、大容量的RAM/ROM、WDT（看門狗）等。

STC系列單片機是國內宏晶公司推出的多功能、增強型8051單片機，經過多年的發展，該公司單片機技術日臻完善。STC系列單片機具有代表性的型號有STC15F、16F、8H、8G和32G等系列，片內集成了A/D轉換器、PWM、看門狗等部件以及各種總線接口，支持ISP/IAP在線編程，并采用單時鐘/機器周期（1T）、寬電壓、加密、低功耗等技術，使單片機的應用領域不斷拓展。目前，STC系列單片機已成為國內8051單片機市場的主流產品，關于STC單片機的有關介紹，請參閱第7章。