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附录A 译文
单片机介绍
单片机又称微控制器单元，通常用英文字母MCU来表示。它最早应用于工厂控制系统。首先，单片机只有一个专用的CPU芯片处理器。第一代单片机是由大量的外部设备和CPU芯片组成的计算机系统设计，使得计算机系统体积更小，更容易集成到一个复杂的高要求控制系统中。英特尔的Z80最早就是根据这个想法设计的。此后，单片机和专用处理器朝着不同的方向发展。
早期的单片机是8位或4位的。最成功的产品是英特尔的8031，因为它的高可靠性和良好的性能。在此基础上，以8031单片机为核心开发了MCS51单片机系统，在此基础上开发的单片机系统至今仍得到广泛应用。随着工业控制领域要求的提高，出现了16位单片机，但由于成本较高，应用并不广泛。20世纪90年代，由于消费电子的发展，单片机得到了很好的发展。随着Intel i960系列特别是arm系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机进入主流市场。传统的8位单片机的性能得到了迅速的提高，处理能力比20世纪80年代提高了数百倍，目前高端32位单片机的主频已超过300MHz，其性能直接跟随着上世纪90年代中期。普通型号的出厂价只有1美元，最高型号只有10美元。目前，单片机系统已不再仅仅是在裸机环境下开发和使用的，大量的专用嵌入式操作系统被广泛应用于整个系列的单片机中。高端单片机作为掌上电脑和手机的核心，甚至可以直接使用专门的windows和Linux操作系统。目前，单片机系统已不再仅仅是在裸机环境下开发和使用。大量的专用嵌入式操作系统广泛应用于整个系列的单片机中。以掌上电脑和手机为核心的高端单片机甚至可以使用专门的windows和Linux操作系统。
单片机比专用处理器更适合于嵌入式系统，因而得到了更多的应用。事实上，单片机是世界上数量最多的计算机。现代人生活中使用的几乎每一种电子机械产品都会有一台单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑、鼠标等电脑配件均配备1-2台单片机。个人电脑也有很多单片机。该车一般配备40多台单片机，复杂的工业控制系统甚至可能有数百台单片机同时工作！单片机的数量不仅远远超过了PC机和其他计算设备的总和，而且也超过了人类的数量。
单片机，也称为单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。单片机内部也用和电脑功能类似的模块，比如CPU，内存，并行总线，还有和硬盘作用相同的存储器件，不同的是它的这些部件性能相对我们的家用电脑要低，通常不超过10元你就可以做hellip;hellip; 用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作足矣了。我们现在用的全自动滚筒洗衣机、排烟罩、VCD等等的家电里面都可以看到它的身影！它主要是作为控制部分的核心部件。它是一种在线式实时控制计算机，在线式就是现场控制，需要的是有较强的抗干扰能力，较低的成本，这也是和离线式计算机的（比如家用PC）的主要区别。
单片机可以运行和修改，通过不同的程序来实现不同的功能，特别是特殊的功能，需要其他部件花很多精力去做。如果用20世纪50年代的74系列或60年代的CD4000系列来实现一个不太复杂的功能，那么电路必须是一个大型PCB。但如果我们想使用美国70年代上市的单片机，结果会大相径庭，因为用你编写的程序开发的单片机已经实现了高智能、高效率、高可靠性。
因为成本对单片机来说是非常重要的，所以目前它仍然是最低层次的汇编语言，它是除了最低层次的二进制语言之外的，所以为什么要使用它呢？因为单片机既没有家用电脑的CPU，也没有大量的硬盘设备，即使用高级语言编写的一个小程序只有一个按键，也会有几十个K的大小，这对家用电脑来说什么都不是，但是单片机不行，只能用硬件利用率高的单片机，所以汇编语言仍然占主导地位。同样，如果超级计算机的操作系统和软件被应用到家用计算机上运行，那么家用计算机将无法工作。
可以说二十世纪跨越了电气时代、电子时代、和已经进入的电脑时代。不过，目前的电脑主要指个人计算器，简称PC机。由主机、键盘、显示器等构成。还有一种大家不怎么熟悉计算器，这种计算机就是把智能赋予各种机械单片机（微控制器）。可以看到，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路。就可以进行简单的运算和控制。因为体积小，通常都藏在被控制器的内部，它在整个装置中，担任着头脑的作用，若是出了问题，整个装置都会瘫痪。现在，这种单片机的使用已经十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦装备了单片机，便是产品的升级换代，可以用“智能化”形容这种产品，如智能型洗衣机等。现在有些工厂的技术人员或电子公司开发的一些产品，不是电路太复杂，就是功能太简单且容易被仿制，可能原因是产品中未使用单片机或其他的可编辑器件上。
单片机历史
单片机出现于20世纪70年代，经历了单片机、单片机、SOC三个时期。
单片机是单片机的发展阶段，它主要追求单片机嵌入式系统的最佳结构。这种“创新模式”的成功也决定了单片机和通用计算机走上了完全不同的发展道路。英特尔为开发嵌入式系统开辟了一条独立的发展道路。
单片机是微控制器单元。其主要方向是不断扩展嵌入式应用。对象系统所需的各种外围电路和接口电路突出了其智能控制能力。所有涉及的领域都与控制系统有关，因此单片机在电工电子技术领域得到了迅速的发展。从这个角度来看，英特尔的退出对MCU的发展有一定的客观影响。在单片机领域，飞利浦公司凭借其在嵌入式领域的巨大优势，迅速地将51单片机从微型机发展到了微型机。回顾单片机的发展历史，飞利浦和英特尔都起到了重要的推动作用。
单片机的应用
1、在智能仪器上的应用
单片机规格小、低能耗、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。单片机利用数字仪器、智能化、小型化功能在性能上比电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备（功率计、示波器、各种分析仪器）。
2、在工业控制上的应用
单片机可以构成各种控制系统、数据收集系统，比如工厂集中智能控制生产线系统。
- 在家用电器上的应用
可以说在家电领域基本上都是运用单片机的，像电饭煲、洗衣机、冰箱、空调、彩电、和其他音频视频设备,电子称重设备等等，单片机无处不在。
4、在电脑网络和通讯设备上的应用
现在的单片机普遍具备通信接口，这样可以很方便的与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的硬件条件，现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机，电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、又比如日常工作中随处可见的移动电话，集群移动通信，无线电对讲机等都是以单片机为基础的。
5、单片机在医用设备领域中的应用
单片机在医用设备中的用途也相当广泛，例如医用呼吸机，各种分析仪，监护仪，超声诊断设备及病床呼叫系统等等。
6、在各种大型电器中的模块化应用
为了使用人员不需要了解单片机其内部结构便可以在各种电路的模块化程序应用中设计一些特殊的、单一的、特定的函数。如音乐集成单片机，看似简单的功能，但微缩电子芯片净(磁带机)的原理是不同的，就需要类似于计算机复杂的原理。如：音乐信号以数字的形式存于存储器中（类似于ROM），由微控制器读出，转化为模拟音乐电信号（类似于声卡）。 在大型电路中，这种模块化应用极大地缩小了体积，简化了电路，减少了损坏、错误率，而且也容易于更换。
7、单片机在汽车设备领域中的应用
单片机在汽车电子中的应用非常广泛，例如汽车中的发动机控制器，基于CAN总线的汽车发动机智能电子控制器，GPS导航系统，abs防抱死系统，制动系统等等。
此外,单片机在商业、金融、科研、教育、国防、航天等其他领域也有着非常广泛的应用。
单片机学习的六大重要部分
1、总线
众所周知，电路系统总是由线路连接的元件组成。在模拟电路中，连接不再是一个问题，因为远程组件之间存在串行关系。组件之间的连接不多，但计算机是不同的。它是基于微处理器的。所有的组件都必须连接到微处理器上，并且组件之间的工作必须是相互协调的，因此组件之间需要大量的连接。如果它仍然和模拟电路一样，如果微处理器和部件分开连接，线路的数量会惊人，所以微处理器中引入了总线的概念。所有组件共享连接。所有组件的8条数据线都连接到8条公共线，即每个组件相当于1，如果有两个设备同时发送数据，一个是0，另一个是1，那么接收器到底接收到了什么？这种情况是不允许的，所以有必要通过控制线进行控制，使设备分时工作。任何时候，只有一个设备可以发送数据（多个设备可以同时接收）。设备的数据线也称为数据总线，设备的所有控制线称为控制总线。在单片机的内部或外部存储器或其它装置中有存储器单元。这些存储单元只有在被分配了地址时才能使用。当然，分配的地址也以电信号的形式给出。由于内存单元多，地址分配有很多行，称为地址总线。
2、数据、地址、命令
把数据、地址、命令这三个放在一起的原因是它们的本质都是一样的——数字、或是一串“0”和“1”形成的序列。换句话说，地址,指令也是数据。指令：由单片机的设计者规定的一种数字，它与我们常用的指令助记符有着严格的一一对应关系，不可以由单片机的开发者更改。地址：是寻找单片机内部、外部的存储单元、输入输出口的依据，内部单元的地址值已由芯片设计者规定好，不可更改，外部的单元可以由单片机开发者自行决定，但有一些地址单元是一定要有的（详见程序的执行过程）。
3、P0、P2、P3口的第二功能用法
使用者刚接触时经常对P0、P2、P3口的第二功能用法会有疑惑：认为第二功能和原始功能之间要有一个切换的过程，或者说要有一条指令，实际上这些端口的第二功能是自动的，不需要指令来转换。比如P3.6、P3.7分别是WR、RD信号，当微片理机外接RAM或有外部I/O口时，它们被用作第二功能，不能作为通用I/O口使用，只要微处理机执行到MOVX指令，就会有相应的信号从P3.6或P3.7送出，不需要事先用指令说明。事实上lsquo;不能作为通用I/O口使用rsquo;也并不是lsquo;不能rsquo;而是（使用者）lsquo;不会rsquo;将其作为通用I/O口使用。你完全可以在指令中安排一条SETB P3.7的指令，并且当单片机执行到这条指令时，也会使P3.7变为高电平，但操作者不会这么去做，因为这通常会导致系统崩溃。
4、程序的实现
单片机在通电复位后8051内的程序计数器（PC）中的值为lsquo;0000rsquo;，所以程序总是从lsquo;0000rsquo;单元开始执行，也就是说：在系统的ROM中一定要存在lsquo;0000rsquo;这个单元，并且在lsquo;0000rsquo;单元中存放的一定是一条指令。
5、堆栈：
堆栈是一个区域，是用来存放数据的，这个区域本身没有任何特殊之处，就是内部RAM的一部份，特殊的是它存放和取用数据的方式，即所谓的lsquo;先进后出，后进先出rsquo;，并且堆栈有特殊的数据传输指令，即lsquo;PUSHrsquo;和lsquo;POPrsquo;，有一个特殊的专为其服务的单元，即堆栈指针SP，每当执一次PUSH指令时，SP就（在原来值的基础上）自动加1，每当执行一次POP指令，SP就（在原来值的基础上）自动减1。由于SP中的值可以用指令加以改变，所以只要在程序开始时更改SP的值，就可以把堆栈设置在规定的内存单元中，如在程序开始时，用一条MOV SP，#5FH指令，就把堆栈设置在从内存单元60H开始的单元中。一般程序的开头总有这么一条设置堆栈指针的指令，因为开机时，SP的初始值为07H，这样就使堆栈从08H单元开始往后，而08H到1FH这个区域正是8031的第二、三、四工作寄存器区，经常被使用，这会造成数据的混乱。不同设计者编写程序时，由于编写的习惯不同，初始化堆栈指令也不完全相同。当设置好堆栈区后，并不意味着该区域成为一种专用内存，它还是可以像普通内存区域一样使用，只是一般情况下编程者不会把它当成普通内存用了。
51系列单片机的结构和功能：
MCS-51系列单片机是由英特尔公司生产的，具有单片机的结构和功能。公司于1976年推出MCS-48系列，1980年推出8位MCS-51系列单片机。单片机种类繁多，如80c51bh、80c31bh等，它们的基本组成、基本性能和指令系统是相同的。一般用8051来表示51系列单片机。一个单芯片的计算机系统由以下几个部分组成：
（1）一个8位的微处理器（CPU）。
（2）静态随机存取存储器，能够储存程序运行过程中产生的数据。
（3）程序存储器ROM/ EPROM（4KB/8KB），是用来保存程序，一些初步的数据和表格。但一些单芯片电脑没有ROM/EPROM，如8031，8032，80C51系列等等。
（4）4个8路并行的I/O接口，P0，P1，P2，P3，每个接口可以用作输入或输出。
（5）两个定时/计数器，每个定时/计数器都可以设置和计数，用来计数外部事件，也可以设置成定时的也可以根据计算或定时结果来实现控制计算机。
（6）五个中断。
（7）有一个全双工串行I/O口UART(通用异步接收/发送器(UART)),它是实现单芯片计算机或单片机的串行通信使用。
（8）振荡器和时钟产生电路，需要考虑石英晶体微调电路。目前允许最大的振荡频率为12MHz，每一个上述的部
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