1、什么是单片机

在解释什么是单片机前，我们先来看看我们日常生活人人都见到过的微型计算机系统，如图1所示，一个完整的计算机系统主要包括显示器、主机、键盘和鼠标四大组成部分。

图1微型计算机系统组成

当然这里所说的计算机系统由上面四大部分组成，并不严谨，实际上上面四部分应该说是计算机系统硬件系统，除了硬件系统外，要让计算机发挥其强大的功能还必须得加上各种各样的软件系统，如windows、 office等，完整的计算机系统内部结构如图2所示。

图2微型计算机系统内部结构图

现在我们可以这样给计算机下定义：一台完整的且能正常工作的计算机要有这样几个部份构成：CPU（进行运算、控制）、RAM（数据存储）、ROM（程序存储）、输入/输出接口（例如：串行口、并行输出口等）、输入／输出设备（鼠标、键盘、显示器等），当然还应加上各种各样的软件系统。在个人计算机上其中CPU、RAM、ROM（程序存储）、输入/输出接口被分成若干块芯片，安装在一块的印刷线路板上，我们称之为主板。

有了上面的理解，我们就可以正式引出单片机概念了。我们把主板上的CPU、RAM、ROM、输入/输出接口全部集成在一块微型的集成电路芯片上，就构成了单芯片微型计算机，简称为单片机，如图3所示。

图3单片机应用系统示意图

这里要补充几点，

一、单片机毕竟和计算机的应用方面不同，除了集成了CPU、RAM、ROM、输入/输出接口外，根据单片机各类的不同，还有可能会集成另外的一些模块，如定时器、中断系统、AD、PWM等。

二、和计算机一样，光有主板，是不能完成任何功能的，单片机要完成相应的功能，还得加上输入设备（如按键、传感器等）、输出设备（数码管、1602、12864液晶等）以及最为重要的部分程序。前面的单片机和输入设备、输出设备我们称为单片机系统的硬件系统、后者程序我们软件系统，也就是一个单片机应用系统由硬件系统和软件系统共同组成，硬件是基础，软件是在硬件的基础上对单片机的各种资源进行合理的调配和使用，从而完成系统所要求的任务，二者相辅相成，缺一不可。三、一个单片机应用系统除了单片机自身外，其它所有的硬件系统和软件系统都需要设计人员自行设计，我们把这部分人称之外单片机设计工程师。

下面给单片机正式下个定义：在一块集成电路芯片上集成了CPU、存储器(RAM、ROM) CPU、RAM、ROM（程序存储）、输入/输出接口电路等，从而组成了单芯片微型计算机、简称单片机，也就是单片机实际是一种类内部集成了计算机核心技术的智能芯片（或者说计算机、电脑和集成电路等都可以）。

这里需要注意的是尽管单片机和日常用的计算机在内部结构上有很多相似的地方，但还是有很多的不同。通用计算机系的技术要求是高速、海量的数值计算−技术发展方向是总线速度的无限提升,存储容量的无限扩大。嵌人式计算机（单片机）要求则是对象的智能化控制能力。技术发展方向是与对象系统密切相关的嵌人性能、控制能力与控制的可靠性。

2、单片机有什么用

说到单片机应用，那可就太多了，曾经有人这样说过“凡是能够想到的地方，单片机都可以用上”，这句话其实一点都不夸张，全世界单片机的年产量数以亿计，据有关人士预测，到2016年，全世界单片机的年产量将达到200亿之多。单片机应用范围之广、花样之多，短时间也不可能祥述，这里先列举几个简单的例子。

一．电子万年历

如图4所示，为大家生活中常见的电子万年历，可以显示年、月、日、时间、温度等息，这就是一个以单片机为核心的电子产品，其中左边用红色边框标记的就是一块40引脚的51单片机，再加上一些其它的外围器件和程序就可以实现上述功能。

图4电子万年历

二.摩托车防盗器

如图5所示为一摩托车防盗器，右边的为防盗器主机的PCB图，通过编程人员把程序写好后下载到防盗器内部的单片机中，就可以实现防盗、报警、遥控熄火等多种功能。

图5摩托车防盗器

上面只列举了单片机应用的两个简单的例子，其实单片机的应用远远不止这些，小到日常生活，大到国防工业，都有单片机的身影存在。如家用电器方面的冰箱、空调、洗衣机、微波炉、MP3、MP4，电信方面的手机、台式电话机、无线对讲机、调制解调器，办公自动化方面的复印机、传真机、电子计算器、智能打字机，工业控制方面的自动生产线，工业机器人，当然除此之外还有诸如电子玩具、仪器仪表、汽车电子、导弹、飞机、神5、神６等无一不跟单片机有关,更具体的如图６所求。

图6单片机的应用

所以对单片机的作用我们可以用这样一句话归纳：凡是要实现自动控制、智能化相关的电子产品都可以用单片机来实现。当然在实际的设计中我们必须根据实现需要选择合适的单片机。

3、单片机的历史、发展和种类及51单片机

自从1975年TI公司生产出第一块单片机TMS1000后，单片机先后经历了由4位机到8位机、再到16位机，到现目前出现了大量的32位机的发展过程。目前单片机种类繁多，生产厂商也遍布全球，主要有厂商和典型单片机如美国微芯片公司:PIC16C××系列，美国Atmel公司的AT89S51系列、ＡＶＲ系列，美国飞思卡尔公司的MC9S08系列、MC9S12等 ，法国意法半导体STM32系列，德国ＴＩ公司的ＭＳＰ４３０系列等等，目前全球所有单片机生产量加起来也达到上百亿的的年产量，并且这一数字还在不断的迅猛增长，但很遗憾的中国目前基本还没有开发和生产单片机的能力，不过好的是目前有部分科研机构在这方面已经取得了很好的进展，希望中国能够早一天造出自己的单片机

关于单片机的历史、发展和种类这里我们只作简单的介绍，更多更祥细的资料希望大家通过查阅相关资料获得，下面说一下51单片机。

1980年，Intel公司推出了MCS-51系列单片机，该系列的单片机在原来的MCS-48系列的基础上增加了更多的电路单元和指令，这一系列单片机包括了好些品种，如8031，8051，8751，8032，8052，8752等，其中8051是最早最典型的产品，该系列其它单片机都是在8051的基础上进行功能的增、减、改变而来的。后来Intel公司由于忙于开发PC及高端微处理器而无精力继续发展自己的单片机，于是将51系列单片机的内核技术转卖给其它公司，其它公司又在此内核的基础上增加了许多功能模块，最终形成的现如今天的众多的51内核单片机，如ATMEL公司ＡＴ89系列，Philips公司的ＬＰＣ系列、宏晶科技的STC89系列等。后来人们就把所有以Intel公司MCS-51内核为基础生产出来的单片机统称为51单片机（关于51的内核结构，即内部组成和结构，我们在后来的教程给大家讲解到）。这次我们用的实验板采用的就是宏晶科技的STC89C52单片机，如图6所示。

图6实验板上的51单片机