单片机有系统吗单片机的基本结构与特点|产品概述|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

单片机的基本结构与特点

单片机在结构设计上，以及硬件、指令系统、I／O能力等方面都有明显的特点，在此简要说明一下。

1.程序存储器和数据存储器分开

单片机的数据存储器和程序存储器在存储器空间上是严格分开的，ROM用来存放程序代码、常数和数据表格，RAM用来存放数据或中间结果。采用这样的存储器结构，主要是考虑到单片机用于控制的特点，在过程控制中需要较大的程序存储器空间和较小的随机数据空间，而且还允许单片机应用系统扩展存储空间，因此单片机既有内部ROM又有外部ROM，既有内部RAM又有外部RAM。所以，CPU进行存储器操作时就要区分内部程序存储器和外部程序存储器；对程序存储器和数据存储器访问时要使用不同的寻址方式、指令助记符和存储器访问信号；要使用两个或多个地址指针来寻找数据。

2.I／O端口多功能分时复用

由于大规模集成电路和生产工艺的要求，芯片的引脚数受到一定的限制，为了解决实际的引脚数和需要的引脚信号之间的矛盾，单片机的部分引线被设计成多功能的。如MCS-51的P0口、P2 E1和P3 E1的引脚都是多功能，如P0口是8位数据线和地址线的低8位共用，P2 El是通用I／O口并与地址线的高8位分时复用，P3 E1是通用I／O口，还具有第二功能。每条引脚在一定时间起什么作用，则由指令和机器状态来决定。所以，单片机对外不存在专门的数据线和控制线，而是采用分时复用技术来解决片外数据和地址的传送问题。

3.片内特殊功能寄存器和工作寄存器组

在MCS-51单片机片内RAM中，还有21个具有特殊功能的寄存器，以及4组8位工作寄存器，每组7个，共有28个8位的工作寄存器，为CPU进行运算、存放中间结果提供了极大的方便。正是有了这些特殊功能寄存器和工作寄存器，才能使一个只有40脚封装的单片机系统的功能获得很大的扩充，并使I／O El在程序控制下具有第二功能。利用特殊功能寄存器还可以完成对定时器斛数器、串行口和中断逻辑的控制。

4.片内有全双工串行通信接口

MCS-51单片机是一种集成的电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。 MCS一51单片机的另一个特点是在内部有一个全双工的串行接口。在程序的控制下，串行口有4种工作方式。用户可根据需要将它设定为移位寄存器方式，以扩充I／O接口和外接同步输入、输出设备；或用做异步通信接口，以实现双机或多机通信。因此，单片机能极为方便地组成分布式控制系统。

5.独立的位处理器

在单片机内部有一个能独立进行操作的位处理器，又称为布尔处理器，它有自己的累加器以及可按位寻址的RAM区、特殊功能寄存器和I／0 E1，并设有专门的按位操作的指令。利用位操作功能，可以十分方便地进行组合逻辑的设计和用软件模拟组合逻辑的功能。

单片机主要具有以下特点：

(1)体积小、结构简单、可靠性高单片机把各功能部件集成在一个芯片上，内部采用总线结构，减少了各芯片之间的连线，大大提高了单片机的可靠性与抗干扰能力。另外，其体积小，对于强磁场环境易于采取屏蔽措施，适合在恶劣环境下工作。

(2)控制能力强单片机虽然结构简单，但是它“五脏俱全”，已经具备了足够的控制功能。单片机具有较多的I/O口，CPU可以直接对I/O进行操作、算术操作、逻辑操作和位操作，指令简单而丰富。所以单片机也是“面向控制”的计算机。

(3)低电压、低功耗单片机可以在2.2V的电压下运行，有的已能在1.2V或0.9V下工作；功耗降至为μA级，一颗纽扣电池就可长期使用。

(4)优异的性能/价格比由于单片机构成的硬件结构简单、开发周期短、控制功能强、可靠性高，因此，在达到同样功能的条件下，用单片机开发的控制系统比用其它类型的微型计算机开发的控制系统价格更便宜。

（5)易扩展。可根据需要并行或串行扩展，构成各种不同应用规模的计算机控制系统。

想学习单片机？先从单片机的最小系统入手吧

本文主要讲解单片机的最小系统，内容基础，适合初学者，如有介绍不详的地方请大神们抬手包含并留言讨论。

1. 什么是单片机的最小系统

单片机的最小系统是指能保证单片机能正常工作所需要的最少电路，即在忽略外设电路的情况下，就是能让单片机正常工作的最低配置，最小系统是单片机系统中所必须的。

单片机板

2. 最小系统包含哪些电路

单片机的最小系统一般包含如下几个电路：

1）复位电路

单片机的复位有两种情况：复位引脚出现高电平复位，如STC的51单片机；复位引脚出现低电平复位，如STM32单片机。当单片机的复位引脚上出现两个周期以上的复位电平时，单片机复位，程序要从头开始执行。

复位电路

2）晶振电路

晶振电路也叫做时钟电路，时钟电路为单片机系统提供基本的时钟信号。单片机可以使用外部晶振，也可以使用内部晶振，相对而言外部晶振更精确，也不是所有的单片机都有内部晶振。常用的外部晶振有4M、8M、11.0592M、12M等，配合20-30pF的电容来使用。晶振有有源和无源晶振之分，无源晶振电路图如下所示：

晶振电路

3）电源电路

电路要工作必须要有电，单片机的工作范围一般为DC5V或者DC3.3V，STC89C51单片机的工作电压为3.8-5.5V；LPC11C14的供电电压为1.8-3.6V；STM32单片机的供电范围为2.0-3.6V。常用的5V芯片有7805(这个很老了)，3.3V芯片有AMS1117等。

4）下载电路

写完程序后，需要将hex文件下载到单片机中去执行。程序下载电路的作用就是将用户编写的好的程序烧写到单片机的ROM里。单片机的程序下载方式有这么几种：ISP下载模式、SWD下载模式、JTAG下载模式。单片机的程序烧写，都需要通过专用工具，ISP使用的工具为USB/TTL、SWD和JTAG使用的工具为JTAG，Microchip的PIC单片机使用ICD2，ICD3等工具。

以上就是单片机最小系统的简单介绍，欢迎在留言区留言讨论，更多内容请关注头条号玩转嵌入式 。谢谢。