1.1.2 單片機的應用

單片機的運行與計算機一樣也需要必要的硬件和軟件。其中程序是單片機系統軟件，通過下載軟件把編制好的單片機程序下載到單片機內部ROM中即可讓單片機運行，從而實現單片機的功能。8051單片機不能加載操作系統，也不能處理復雜的數據運算，但它是一種芯片化的低成本計算機系統，各個功能部件在芯片中的布局和結構達到最優化。

日常見到的交通信號燈控制、LED廣告屏、電梯控制等電子系統常把單片機作為核心控制芯片。在實際應用中，需要把單片機和外部器件或被控對象進行電氣連接，形成電路才能構成一個單片機應用系統。圖1-3所示為一個由單片機和外部器件組成的校園自動打鈴定時器電路原理圖，系統中單片機主要用來定時，鍵盤用來調整定時的時間點，繼電器用來控制電鈴，數碼管用來顯示當前時間。

圖1-3 由單片機和外部器件組成的校園自動打鈴定時器電路原理圖

一個完整的單片機應用系統包括系統硬件和軟件兩部分。單片機的硬件部分主要指電路組成，其中除單片機外，通常還要用到很多外部器件，如按鍵、顯示器件及各種接口電路等。圖1-4所示為一個簡單的電子日歷電路原理圖，包括單片機、按鍵和液晶顯示器等器件，能夠完成時間顯示和校時。復雜的單片機系統還要用到一些模擬或數字電路芯片，如A/D轉換器、D/A轉換器、運算放大器以及各種外部存儲器芯片等。單片機軟件包括程序以及開發程序的平臺，一般主要指單片機運行的程序。程序設計可以采用匯編語言，也可以采用C語言等高級語言。

與微型計算機相比，單片機系統軟硬件設計要簡單得多，開發成本也相對較低，因此在移動終端、工業系統、火災報警系統、智能家電控制、視頻監控系統、跟蹤定位控制等領域都有單片機的身影。在物聯網感知技術中，傳感信號的檢測、數據處理與傳輸控制都要用單片機來完成，如ZigBee節點中CC2530芯片內部集成了51單片機內核，可以說單片機系統是最典型的嵌入式系統。隨著各個領域的自動化、智能化程度越來越高，單片機技術也將得到更快的發展。

圖1-4 簡單的電子日歷電路原理圖