1.3 单片机的简介

本文是基于51单片机红外家庭防盗报警器设计，首先对单片机进行简单介绍。单片机是将微处理器、存储器、定时器/计数器、中断系统、输入/输出接口、总线和其他功能器件集成在一块芯片上的微型计算机。单片机的出现是近代计算机技术发展史上的一个重要里程碑，单片机的诞生标志着计算机正式形成了通用计算机系统和嵌入式计算机两大系分支。通用计算机的主要特点是大存储容量，高速数值计算，不必兼顾控制功能，不断完善操作系统，它在数据处理、模拟仿真、人工智能、图像处理、多媒体、网络通信中得到了广泛应用。但是通用计算机的体积大、成本高，无法嵌入到大多数产品中，而单片机则应嵌入式应用而生。单片机具有体积小、成本低等特点，广泛应用于机器人、仪器仪表、汽车电子系统、工业控制单元、玩具、家用电器、办公自动化设备、金融电子系统、舰船、个人信息终端及通信产品中。单片机以面向对象的实时监测和控制为己任，不断增强控制能力，降低成本，减小体积，改善开发环境，迅速而广泛地取代了经典电子系统。既有几元钱一片的一般功能的单片机，又有上百元一片的多功能的单片机。

单片机作为最典型嵌入式系统，它的成功应用推动了嵌入式系统的发展。近年来，单片机技术开始在高等学校中单独开设课程：在课程设计，毕业设计乃至研究生论文课题中，单片机技术的应用非常广泛。作为电类专业的学生，必须学好并灵活应用。

单片机的发展经历4个阶段：

第一阶段(1974～1976年)：这个时期生产的单片机，制造工艺落后，集成度低，而且采用了双片形式。典型的代表产品有Faichild公司的F8系列。其特点是：片内只包括8位CPU，64B的RAM和两个并行口，需要外加一块3851芯片才能组成一台完整的单片机。

第二阶段（1977～1978年）：这个时期生产的单片机虽然已能在单片机芯片内集成CPU、并行口、定时器/计数器、RAM和ROM等功能部件，但性能低，品种少，应用范围也不是很广。典型的产品有Intel公司的MCS-48系列。其特点是，片内集成有8位的CPU，1KB或2KB的ROM，64B或128B的RAM，只有并行接口，没有串行接口，有一个8位的定时器/计数器，两个中断源。片外寻址范围为4KB，芯片引脚为40个。论文网

第三阶段（1979～1982年）：这是8位单片机成熟的阶段，与前两代相比，这一代单片机不仅存储容量和寻址范围增大，而且中断源、并行I/O接口和定时器/计数器的个数都有了不同程度的增加，并且集成有全双工串行通信接口。在指令系统方面，普遍增设了位操作和比较指令。这一时期生产的单片机品种齐全，可以满足各种不同领域的需要。其特点是，片内包括了8位的CPU，4KB或8KB的ROM，128B或256B的RAM，具有串/并接口，2个或3个16位的定时器/计数器，还有5～7个中断源。片外寻址范围可达64KB，芯片引脚为40个。代表产品有Motorola公司的MC6805系列，TI公司的TMS7000系列，Zilog公司的Z8系列等。

第四阶段（1983年至今）：这是8位高性能单片机和16位单片机并行发展的时代。16位单片机的工艺先进，集成度高，内部功能强，运算速度快，而且允许用户采用面向工业控制的专用语言，如PL/M何C语言等。其最大的特点就是，片内包括16位的CPU，8KB的ROM，256B的RAM，具有串/并行接口，4个16位的定时器/计数器，8个中断源，还有总线控制部件，此外还增加了D/A和A/D转换电路，片外寻址范围可达64KB，芯片引脚为48个或68个。代表产品有Intel公司的MCS-96系列，Motorola公司的MC680HC16系列，TI公司的TMS9900系列，NEC公司的783××系列和NS公司的HPC16040等。