Single-chip
SCM is also known as micro-controller (Microcontroller Unit), commonly used letters of the acronym MCU that it was first used in industrial control.Only a single chip by the CPU chip developed from a dedicated processor. The first design is by a large number of peripherals and CPU on a chip in the computer system, smaller, more easily integrated into a complex and demanding on the volume control device which. INTEL#39;sZ80 is the first designed in accordance with this idea processor, then on the development of microcontroller and dedicated processors have parted ways.
Are 8-bit microcontroller early or4 bits. One of the most successful is the INTEL 8031, for a simple, reliable and good performance was a lot of praise. Then developed in 8031 out of MCS51 MCU Systems. SCM systems based on this system until now is still widely used. With the increased requirements of industrial control field, began a 16-bit microcontroller, because the cost is not satisfactory but have not been very widely used. After 90 years with the great development of consumer electronics, microcontroller technology has been a huge increase. With INTEL i960 series, especially the later series of widely used ARM, 32-bit microcontroller quickly replace high-end 16-bit MCU status and enter the mainstream market. The traditional 8-bit microcontroller performance have been the rapid increase capacity increase compared to 80 the number of times. Currently, high-end 32-bit microcontroller clocked over 300MHz, the performance catching the mid-90#39;s dedicated processor, while the average model prices fall to one U.S. dollars, the most high-end model only 10 dollars. Modern SCM systems are no longer only in the development and use of bare metal environment, a large number of proprietary embedded operating system is widely used in the full range of SCM. The handheld computers and cell phones as the core processing of high-end microcontroller can even use a dedicated Windows and Linux operating systems.
SCM is more suitable than the specific processor used in embedded systems, so it was up to the application. In fact the number of SCM is the world#39;s largest computer. Modern human life used in almost every piece of electronic and mechanical products will be integrated single chip. Phone, telephone, calculator, home appliances, electronic toys, handheld computers and computer accessories such as a mouse with a 1-2 in both the Department of SCM. Personal computer will have a large number of SCM in the work. General car with more than 40 SCM, complex industrial control systems may even have hundreds of SCM in the same time work. SCM is not only far exceeds the number of PC and other computing the sum, or even more than the number of human beings.
Single chip, also known as single-chip microcontroller, it is not complete a certain logic chips, but to a computer system integrated into a chip. Equivalent to a micro-computer, and computer than just the lack of a microcontroller I / O devices. General talk: a chip becomes a computer. It is small size, light weight, cheap, for the study, application and development of facilities provided. At the same time, learning to use the MCU is to understand the principle and structure of the computer the best choice.
SCM and the computer functions internally with similar modules, such as CPU, memory, parallel bus, the same effect as well, and hard disk memory devices, and different is its performance of these components were relatively weak many of our home computer, but the price is low , usually not more than 10 yuan you can do with it. Some control for a class is not very complicated electrical work is enough of. We are using automatic drum washing machine, smoke hood, VCD and so on appliances which could see its shadow. It is primarily as a control section of the core components.
It is an online real-time control computer, control-line is that the scene is needed is a stronger anti-jamming ability, low cost, and this is, and off-line computer (such as home PC), the main difference.Just because you are prepared by microcomputer programs can achieve high intelligence, high efficiency and high reliability.
MCU is through running, and can be modified. Through different procedures to achieve different functions, in particular special unique features, this is another device much effort needs to be done, some great efforts are very difficult to do. A not very complex functions if the 50#39;s with the United States developed 74 series, or the 60#39;s CD4000 series of these pure hardware buttoned, then the circuit must be a large PCB board. But if the United States if the 70#39;s with a series of successful SCM market, the result will be a drastic change. Just because you are prepared by microcomputer programs can achieve high intelligence, high efficiency and high reliability.
As the microcontroller on the cost-sensitive, so now the dominant software or the lowest level assembly language, which is the lowest level in addition to more than binary machine code language, and as so low why is the use? Many high-level language has reached the level of visual programming Why is not it? The reason is simply that there is no home computer as a single chip CPU, not as hard as a mass storage device.A visualization of small high-level language program which even if only one button, will reach tens of K of size! For the home PC#39;s hard drive in terms of nothing, but in terms of the MCU is not acceptable. SCM in the utilization of hardware resources to be very high for the job so although the original is still in the compilation of a lot of use. The same token, if the giant computer operating system and applications run up to get home PC, home PC, also can not afford to.
Can be said that the twentieth century across the three 'power' era, that is, the age of electricity, the electronic age and has entered into the computer age. However, this com
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单片机
单片机也被称为微控制器（Microcontroller Unit）,常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。
早期的单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。目前，高端的32位单片机主频已经超过300MHz，性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端的型号也只有10美元。当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。
单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。事实上单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。汽车上一般配备40多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作！单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的总和，甚至比人类的数量还要多。
单片机又称单片微控制器,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、价格便宜、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都相对我们的家用电脑弱很多，不过价钱也是低的，一般不超过10元即可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。
单片机是靠程序运行的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到的，有些则是花大力气也很难做到的。一个不是很复杂的功能要是用美国50年代开发的74系列，或者60年代的CD4000系列这些纯硬件来搞定的话，电路一定是一块大PCB板。但是如果要是用美国70年代成功投放市场的系列单片机，结果就会有天壤之别。只因为单片机的通过你编写的程序可以实现高智能，高效率，以及高可靠性。
由于单片机对成本是敏感的，所以目前占统治地位的软件还是最低级汇编语言，它是除了二进制机器码以上最低级的语言了，既然这么低级为什么还要用呢？很多高级的语言已经达到了可视化编程的水平为什么不用呢？原因很简单，就是单片机没有家用计算机那样的CPU，也没有像硬盘那样的海量存储设备。一个可视化高级语言编写的小程序里面即使只有一个按钮，也会达到几十K的尺寸。对于家用PC的硬盘来讲没什么，可是对于单片机来讲是不能接受的。单片机在硬件资源方面的利用率必须很高才行，所以汇编虽然原始却还是在大量使用。一样的道理，如果把巨型计算机上的操作系统和应用软件拿到家用PC上来运行，家用PC的也是承受不了的。
可以说，二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器）。顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词“智能型”，如智能型洗衣机等。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品，不是电路太复杂，就是功能太简单且极易被仿制。究其原因，可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。
单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。
1.SCM即单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）阶段，主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。“创新模式”获得成功，奠定了SCM与通用计算机完全不同的发展道路。在开创嵌入式系统独立发展道路上，Intel公司功不可没。
2.MCU即微控制器（Micro Controller Unit）阶段，主要的技术发展方向是：不断扩展满足嵌入式应用时，对象系统要求的各种外围电路与接口电路，突显其对象的智能化控制能力。它所涉及的领域都与对象系统相关，因此，发展MCU的重任不可避免地落在电气、电子技术厂家。从这一角度来看，Intel逐渐淡出MCU的发展也有其客观因素。在发展MCU方面，最著名的厂家当数Philips公司。
Philips公司以其在嵌入式应用方面的巨大优势，将MCS-51从单片微型计算机迅速发展到微控制器。因此，当我们回顾嵌入式系统发展道路时，不要忘记Intel和Philips的历史功绩。
3.2嵌入式系统
单片机是嵌入式系统的独立发展之路，向MCU阶段发展的重要因素，就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决；因此，专用单片机的发展自然形成了SOC化趋势。随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展，基于SOC的单片机应用系统设计会有较大的发展。因此，对单片机的理解可以从单片微型计算机、单片微控制器延伸到单片应用系统。
4单片机的应用领域
目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。
单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴：
4.1 在智能仪器仪表上的应用
单片机具有体积小、功耗低、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。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用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）。
4.2 在工业控制中的应用
用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管
4.3 在家用电器中的应用
可以这样说，现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭褒、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备，五花八门，无所不在。
4.4 在计算机网络和通信领域中的应用
现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地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物质条件，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、再到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。
4.5 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亦相当广泛，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。
4.6 在各种大型电器中的模块化应用
某些专用单片机设计用于实现特定功能，从而在各种电路中进行模块化应用，而不要求使用人员了解其内部结构。如音乐集成单片机，看似简单的功能，微缩在纯电子芯片中（有别于磁带机的原理），就需要复杂的类似于计算机的原理。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，降低了损坏、错误率，也方便于更换。
AT89C51电路编程
1.绪论
此应用说明ATMEL AT89C51闪存微控制器的电路内可编程性.AT89C51应用中增加电路可编程性指南 文中给出了一个应用实例，并给出了支持电路内编程所需的修改。然后显示一种方法，其中应用程序中的AT89C51微控制器可以通过商业电话线远程重新编程。本应用程序中描述的电路 ppport只编程五伏，需要使用AT89C51。标准的AT89C51需要12伏特的编程。本申请软件可从Atmel下载 。
应出现添加以支持AT89C51集成电路编程的电路,当编程不进行时，应用程序是透明的。在编程过程中必须保持较高的EA/VPP。在不使用外部程序内存的应用程序中，这个引脚可能被永久地绑在VCC上。使用外部程序内存的应用程序要求该引脚在正常操作期间保持在较低的位置。在编程期间，必须保持RST处于活动状态。必须提供重写A的方法。 重复复位电路，通常只在应用电源后短暂地断言RST，在编程时必须保持较低的PSEN，但不能在正常工作中驱动。ALE/PROG是脉冲。 在编程期间，ED较低，但在正常操作期间不得被驱动。在编程期间，AT89C51I/O端口用于模式选择、地址和数据的应用，可能需要 将控制器与应用电路隔离开来。如何做到这一点取决于应用程序，并将在这里只泛泛地讨论。
2.设计
在编程过程中，控制器必须与应用电路产生的信号隔离。具有三个输出的缓冲区可以插入到应用程序电路和控制器，在启用编程时，具有三种状态的缓冲区输出.另外，可以使用多路复用器在信号源之间进行选择，由应用电路或编程器电路将信号应用到控制器。
如果应用电路能够容忍编程期间在端口发生的状态变化，则不需要进行电路更改。如果应用程序电路的先前状态必须是MAI 在编程期间，可以在控制器和应用电路之间插入锁存器。在编程期间启用锁存器，保持应用程序电路的状态。
- 关于AT89C51
如图1所示的AT89C51应用程序是一个移动显示器的实现。此应用程序的选择是因为它简单，能够以图形化的方式显示电路内再现的结果。要显示的文本作为其固件的一部分被编程到控制器中，如果不对设备进行重新编程，则无法更改。
显示的文本以四位DIP开关选择的两种模式之一呈现.在第一种模式中，每次只有一个字符从右边并快速移动到左侧，通过显示的每个元素到它在组装的消息中的最后位置。在第二种模式中，消息从右到左移动到显示。 这个显示器充当到消息的窗口。这种模式很常见，因为在显示股票价格时经常使用这种方法。
输出包括四个DL1414T，四个数字，17段字母数字显示与整体解码器和驱动器。这将产生16个总显示元素，每个元素都能够显示数字0-9， 大写字母和一些标点符号。可显示字符编码为ASCII 20H-5FH.A电源复位电路和6 MHz晶体振荡器，完成了应用。奈特 她的外部程序存储器或外部数据存储器在-电路编程图2中显示了修改后的应用程序。
假设程序员在不活动时既不驱动也不过度加载应用程序。由于应用程序不使用外部程序存储器,因此控制器上的EA/VPP 连接到VCC。这满足了编程的要求。
4复位电路
复位电路经过了修改，增加了两个晶体管，使控制器上的rst被编程者强制提高。PSEN和ALE/prog，在程序员的直接控制下，在基本应用中未使用。
编程需要程序员访问所有四个AT89C51 I/O端口，如数据表中所记录的那样。程序员直接连接到这些控制器引脚，这些引脚被 应用程序，而访问应用程序使用的引脚需要特殊处理，如下所示。
由程序员产生的地址中最不重要的四位被多路复用到带有来自DIP开关的数据的控制器之一端口上。请注意，四个电阻器加在 在基本应用程序中不需要这个开关，因为AT89C51在端口一上提供内部拉链。
在应用程序正常运行期间，控制器端口0和2分别向显示器提供数据和控制信号。在编程和程序验证过程中， 奥格勒声称控制了零号端口和第二端口的一部分。程序员在没有缓冲的情况下连接到端口0和端口2，因为当不活动时，它存在不影响应用程序的正常操作。
在控制器的端口2和显示控制输入之间添加透明锁存器。锁存器保持显示控制信号在编程期间不活动，从而消除错误。 由于程序员在端口0和端口2上的活动，ATIC显示的操作。不需要隔
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