2020.12.12单片机学习任务

学习目标：

为了掌握《单片机原理与接口技术（第三版）（C51编程）》这本书，收集整理一些笔记，以便于学习。

解决内容：

第一章 单片机概述

1、 单片机型号的学习
2、 单片机的性能指标
3、 各种专业术语
4、 其他知识
5、 课后习题

笔记内容：

单片机型号如何看

AT89xxxx系列单片机的型号编码由三部分组成：前缀、型号和后缀。
前缀：“AT”是代表ATMEL公司的产品
型号：“89Cxxxx” “8”为“单片” “9”为内部含有Flash存储器 C表示CMOS产
品。“89LVxxxx”中，LV表示低电压产品，可在2.5V电压下工作。
“89Sxxxx”中，S表示含有串行下载的Flash存储器，而“xxxx”表示器件的
型号，如51、52、2051、2052等。
后缀： 后缀由最后的4个“xxxx”参数组成，每个参数意义不同。在型
号与后缀部分由“-”号隔开。
（a）后缀中第1个“x”表示时钟频率：x=12，时钟频率为12MHz；
x=24，时钟频率为24MHz。
（b）后缀中第2个“x”表示封装：x=P，塑料双列直插DIP封装；
x=A，TQFP封装； x=J，PLCC封装；
x=Q，PQFP封装； x=W，表示裸芯片。
（c）后缀中第3个“x”表示芯片的使用温度范围：
x=C，表示商业用产品，温度范围为0～ 70℃；
x=U，表示工业级无铅，温度范围为-40～ 85℃；
x=I，表示工业级有铅，温度范围为-40～ 85℃；
x=A，表示汽车用产品，温度范围为-40～ 125℃；
x=M，表示军用产品，温度范围为-55～ 150℃；

单片机的性能指标

· 性能 
根据设计任务的复杂程度来决定选择什么样的单片机 
· 存储器 
研发阶段，推荐使用Flash单片机，它有电写入、电擦除的优点，使得修改程序很方便，可以提高开发速度。对于初具规模的产品可选用OTP单片机，可省去掩膜时间，加快产品的上市时间 选用时程序存储器的容量只要够用就行了，不然会增加成本 如果要保存数据的话，选用EEPROM，或者支持IAP的单片机 
·运行速度 
单片机的运行速度首先看时钟频率，指令集，几个时钟为一个机器周期。
在选用单片机时要根据需要选择速度，不要片面追求高速度，单片机的稳定性、抗干扰性等参数基本上是跟速度成反比的，另外速度快功耗也大。 
· I/O口 
I/O 口的数量和功能是选用单片机时首先要考虑的问题之一，根据实际需要确定数量，I/O多余不仅芯片的体积增大，也增加了成本。 
驱动能力，驱动电流大的单片机可以简化外围电路 
· 定时/计数器 
多数单片机提供2~3个定时/计数器，有些定时/计数器还具有输入捕获、输出比较和PWM(脉冲宽度调制)功能，利用这些模块不仅可以简化软件设计，而且能少占用 CPU 的资源。 现在还有不少单片机提供了看门狗定时器 (WDT) ，当单片机“死机”后可以自动复位。 
选用时可根据自己的需要和编程要求进行选择，不要片面追求功能多，用不上的功能就等于金钱的浪费。 
· 串行接口 
单片机常见的串行接口有：标准UART接口、增强型UART接口、I2C总线接口、CAN总线接口、SPI接口、USB接口等。大部分单片机都提供了UART接口，也有部分单片机没有串行接口。 
· 模拟电路功能 
现在不少单片机内部提供了AD转换器、PWM输出和电压比较器，也有少量的单片机提供了DA转换器。
单片机集成片内AD转换器的同时，还集成了采样/保持电路，使用户容易建立精密的数据采集系统。PWM模块可用来产生不同频率和占空比的脉冲信号。可方便实现D/A输出功能。PWM输出模块也可以用来实现直流电机的调速等功能。 
单片机内部集成的电压比较器可以实现多种功能，例如作阈值检测，实现低成本的AD转换器等。 
· 工作电压、功耗 
单片机的工作电压最低可以达到1.8V，最高为6V，常见的是3V和5V 
单片机的功耗参数主要是指正常模式、空闲模式、掉电模式下的工作电流，用电池供电的系统要选用电流小的产品，同时要考虑是否要用到单片机的掉电模式，如果要用的话必须选择有相应功能的单片机。 
· 封装形式 
单片机常见的封装形式有： DIP( 双列直插式封装 ) 、 PLCC(PLCC 要对应插座 ) 、 QFP(四侧引脚扁平封装 ) 、 SOP( 双列小外形贴片封装 ) 等。 
· 抗千扰性能、保密性 
选用单片机要选择抗干扰性能好的，特别是用在干扰比较大的工业环境中的尤应如此。单片机加密后的保密性能也要好，这样可保证你的知识产权不容易被侵犯。 
· 其他方面 
在单片机的性能上还有很多要考虑的因素，比如中断源的数量和优先级、工作温度范围、有没有低电压检测功能、单片机内部有无时钟振荡器、有无上电复位功能等等。 
1 .单片机的可开发性 
这也是一个十分重要的因素。所选择的单片机是否有足够的开发手段，直接影响到单片机能否顺利开发，以及开发的速度。对于被选择的单片机，应考虑下列问题。 
2 .开发工具、编程器 
有没有集成的开发环境，在支持汇编语言的同时是否支持 C 语言，使用 C 语言可加快你的开发进度，另外 C 语言的移植性也好。 
你所选用的单片机有没有编程器支持，或能否采用 ISP 编程。 
3 .开发成本 
你选择的单片机对应的编程器、仿真器价格是否高，是否要用专用设备，比如有时单片机需要选用专用的编程器，这样你的开发成本就高了。 
4 .开发人员的适应性 
这也是一个很实际的问题，如果有两种单片机都能解决问题，当然选一种你熟悉的品种。在大多数情况下大家往往优先考虑选择 51 系列的单片机。 
5 .技术支持和服务 
可以从下面几个方面进行考虑。 
(1) 技术是否成熟 
经大量使用被证明是成熟的产品你可以放心使用。 
(2) 有无技术服务 
国内有没有代理商和相应的技术支持，网站提供的资料是否丰富，包括芯片手册，应用指南，设计方案，范例程序等。 
(3) 单片机的可购买性 
单片机是否可直接购买到，这是指单片机能否直接从厂家或其代理商处买到，购买的途径是否顺畅。单片机是否有足够的供应量，以保证所选择的单片机能满足产品的生产需要。 
选择单片机，还应注意选择那些仍然在生产之中的型号，已经停产的单片机是不能选用的，因为它已无后续供货能力，直接影响到产品的继续生产和生命力。同时，也会给人以一种过时的感觉，从而影响产品的新颖性。 
最好还要看一下所选用的单片机是否在改进之中，显然，对于准备推出新版本或有新版本的单片机，选择用于应用系统或产品具有较强的后劲。 
6 .产品价格 
这也是一个很重要的因素，在其它条件相当的情况下，当然选择价格低的产品，这样可以提高性价比。 根据上面几个原则对单片机进行选择，就可以选择出最能适用于你的应用系统的单片机，从而保证应用系统有最高的可靠性、最优的性价比、最长的使用寿命和最好的升级换代性。

各种专业术语

  • I/O口：输入/输出口
  • 低功耗：功率的损耗，指设备、器件等输入功率和输出功率的差额。
  • 在系统可编程(ISP)：编程时只需一条PC相连的ISP下载线（多为USB口和串口）就可以把仿真调试通过程序代码从PC在线写入Flash存储器内，省去了编程器。
  • 在应用可编程（IAP）：可在线升级或销毁单片机的应用程序，省去了仿真器。
  • 特殊功能寄存器（SFR）：特殊功能寄存器是80C51单片机中各功能部件对应的寄存器，用于存放相应功能部件的控制命令，状态或数据。

课后习题答案：

来源：https://www.icode9.com/content-4-783901.html

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