1單片機原理及應用

河北大學電信工程學院2課程簡介本課程是涉電的工科專業均開課，屬于寬口徑的技術基礎課。目前，國內的所有高等學校和職業技術學院的電類專業工科和部分理科，均開設了單片機課程。由于單片機在生產實踐中的廣泛應用，該課程學的好壞已成為了同學們畢業后求職難易的一個重要因素。

由于單片機的迅速發展與普及，世界上一些著名的廠家已投放市場的產品就有數百個品種。美國Intel公司生產的MCS-51系列單片機是最早進入中國市場的單片機產品之一，已為我國廣大的工程技術人員所熟悉并得到廣泛的應用。所以，目前在中國各大學的單片機課中絕大多數講授的都是MCS-51系列以及世界其它各大公司生產的與其兼容的各種增強型、擴展型的單片機。單片機課程已被各個學校放在十分重要的位置，且大多數都在講授51系列。全國大學生電子競賽以及畢業設計的許多題目，都涉及到有關單片機方面的內容。34通過本課程的學習（1）掌握有關單片機技術的基本概念；（2）掌握片內功能部件的工作原理與軟件編程；（3）掌握系統擴展接口設計與編程；（4)具有一定的單片機應用系統軟硬件開發能力，為

將來從事單片機應用系統的開發打下堅實的基礎；（5）為進一步學習DSP、嵌入式微處理器技術等課程

奠定堅實的理論與技術基礎，也為進一步深造攻

讀碩士學位做好技能與技術的準備。培養目標5

第1章緒論

1.1什么是單片機1.2單片機的發展過程1.3單片機的特點及應用領域1.4單片機的發展趨勢1.5單片機型號簡介1.6其它嵌入式處理器簡介1.7單片機應用系統開發簡介

6單片機的定義在一個半導體芯片上集成：中央處理單元（CPU）、存儲器（RAM、ROM)、并行I/O、串行I/O、定時器/計數器、中斷系統等具有微機的屬性（運行程序），因而被稱為單片微型計算機，簡稱單片機。1.1什么是單片機7STC89C52AT89C2051AT89S5189PC機框圖MCU(1)數據總線(DataBus,DB)。用來在微處理器（CPU)和存儲器之間以及微處理器和輸入輸出接口之間傳送數據。(2)地址總線(AddressBus,AB)。在計算機中存儲器的每一個存儲單元和每一個外部設備都有一個編號，稱作地址。計算機對存儲器或外部設備的訪問都是通過地址來進行的。地址總線用來傳輸CPU發出的地址信息。

(3)控制總線(ControlBus，CB)。用來傳送CPU送出的控制信號的，也可以傳送其他外部設備輸入到CPU的信號。10將CPU、存儲器、I/O接口電路和總線接口等組裝在一塊主機板（即微機主板）上，再通過系統總線和其它多塊外設適配板卡連接鍵盤、顯示器、打印機、軟/硬盤驅動器及光驅等設備。各種適配板卡插在主機板的擴展槽上并與電源、軟/硬盤驅動器及光驅等裝在同一機箱內，再配上系統軟件，就構成了一臺完整的微型計算機系統（簡稱系統機）。工業PC機也屬于多板機。通用微型計算機系統1112MCS51框圖單片機應用系統13主要用于控制領域。通常是處于控制系統的核

心地位并嵌入其中。嵌入到儀器或設備中，

實現嵌入式應用的計算機，所以國際上稱嵌

入式控制器（EMCU，EmbeddedMicroControllerUnit)或微控制器（MCU，MicroControllerUnit)。是計算機技術發展史上的一個重要里程碑，標

志微型計算機正式形成了通用計算機系統和

嵌入式計算機系統兩大分支。14單片機按其處理的二進制位數主要分為：4位單片機、8位單片機、16位單片機和32位單片機。單片機技術發展過程可分為三個主要階段：

（1）單片機形成階段（1974年～1978年）1974年12月，仙童公司推出8位單片機，只包括8位CPU、64BRAM和2個并行口。1976年，Intel公司推出了MCS-48系列單片機。8位CPU、1K字節ROM、64字節RAM、27根I/O線和1個8位定時/計數器。特點是：存儲器容量較小，尋址范圍小（不大于4K），無串行接口，指令系統功能不強。

1.2單片機的發展過程15

1978年，Zilog公司推出Z8單片機；1980年，Intel公司推出了MCS-51系列單片機；Motorola推出6801/02單片機。單片機的性能及應用躍上新臺階。

此后，各公司的8位單片機迅速發展。推出的單片機普遍帶有串行I/O口、多級中斷系統、16位定時/計數器，片內ROM\RAM容量加大，尋址范圍可達64KB，有的片內還帶有A/D轉換器。特點是：結構體系完善，存儲器容量增加，指令功能強大，外圍電路功能增強，面向控制的特點進一步突出。（2）性能完善提高階段（1978年～1983年）

16

8位單片機鞏固發展及16位單片機、32位單片機推出。

16位典型產品Intel公司的MCS-96系列單片機。而32位單片機除了具有更高的集成度外，其數據處理速度比16位單片機提高許多，性能比8位、16位單片機更加優越。90年代后，各大半導體公司相繼開發了功能強大的單片機。如美國MICROCHIP公司推出RISC的PIC系列單片機；MOTOROLA公司MC68HC系列單片機；日本HITACHI、NEC、TOSHIBA等。目前，除8位機廣泛應用外，16位、32位單片機也得到廣大用戶青睞。

特點是：片內面向測控系統外圍電路增強，使單片機可以方便靈活地用于復雜的自動測控系統及設備。（3）微控制器全面發展階段（1983年～現在）

17單片機是集成電路技術與微型計算機技術高速發展的產物，是微計算機的一種應用形態。體積小、價格低、應用方便、穩定可靠，因此，給工業自動化等領域帶來了一場重大革命和技術進步。由于體積小，很容易嵌入到系統之中，一般微機很難做到。由于本身就是一個微型計算機，因此只要在單片機的外部適當增加一些必要的外圍擴展電路，就可以靈活地構成各種應用系統。如工業自動化檢測監視系統、數據采集系統、自動控制系統、智能儀器儀表等。1.3單片機的特點及應用領域1.3.1單片機的特點為什么應用廣泛？單片機具有的優勢：18（1）功能齊全，應用可靠，抗干擾能力強。（2）簡單方便，易于普及。單片機技術易于掌握。應用系統設計、組裝、調試時可以很快掌握。（3）嵌入容易，用途廣泛，體積小，性價比高，應用靈活等特點，在嵌入式控制系統中具有十分重要的地位。（4）發展迅速，前景廣闊。短短幾十年，單片機經過4位機、8位機、32位機等幾大發展階段。尤其是集成度高、功能日臻完善的單片機不斷問世，在工業控制及工業自動化領域獲得長足發展和大量應用。目前，內部結構愈加完美，片內外功能部件完善，為向更高層次和更大規模的發展奠定堅實基礎。19

單片機出現前，制作一套測控系統，大量的模擬電路、數字電路分立元件完成。系統的體積龐大，線路復雜，連接點多，易出故障。

單片機問世后，控制功能的絕大部分由單片機的軟件程序實現，其它電子線路則由片內的外圍功能部件來替代。CPU、存儲器及I/O接口以及包括ADC、PWM等功能模塊都集成在同一芯片內，各部件間的連接緊湊，數據在傳送時受干擾的影響較小，且不易受環境條件的影響，單片機的可靠性非常高。20(1)智能儀器儀表

對儀器儀表的自動化和智能化要求越來越高。單片機有助于提高儀器儀表的精度和準確度，簡化結構，減少體積而易于攜帶和使用，加速儀器儀表向數字化、智能化、多功能化方向發展。如各種智能電氣測量儀表、智能傳感器等。1.3.2單片機的應用領域21

機電一體化產品是集機械技術、電子技術、自動化技術和計算機技術于一體，具有智能化特征的各種機電產品。單片機在機電一體化產品的開發中發揮著巨大的作用。典型產品如機器人、數控機床、自動化生產線、自動包裝機、點鈔機、打印機、傳真機、復印機等。（2）機電一體化產品22單片機還可以用于工業過程控制、運動控制、數據采集和傳輸等。如電流、電壓、溫度、液位、流量、濃度等物理參數的采集和控制均可以利用單片機方便地實現。在這類系統中，利用單片機作為系統控制器，可以根據被控對象的不同特征采用不同的算法，實現期望的控制指標，從而提高生產效率和產品質量。典型應用如電機速度和位置控制、溫度控制、流量與濃度控制等。（3）實時工業控制23（4）分布式多機系統在較復雜多節點測控系統中，常采用分布式多機系統。一般由若干臺功能各異的單片機組成，它們之間通過通信接口相互聯系、協調工作。系統中，單片機往往作為一個終端機，安裝在系統的某些節點上，對現場信息進行實時的測量和控制。（5）醫療設備領域單片機在醫療設備中的用途也非常廣泛，例如：血糖儀、血壓監護儀、血氧計、心率監護儀、便攜式心電圖機、呼吸機以及可穿戴設備等等。24（6）消費類電子產品例如，洗衣機、電冰箱、空調、電視機、微波爐、加濕器、消毒柜、電飯煲、高檔玩具等。嵌入了單片機后，功能和性能大大提高，并實現智能化、最優化控制。（7）汽車電子設備已廣泛地應用，如汽車電噴ECU、汽車安全系統、汽車空調控制器、汽車音響、電動門窗、汽車防盜系統、防抱死剎車系統（ABS）、行車電腦、胎壓監測、倒車雷達等等。25（6）消費類電子產品例如，洗衣機、電冰箱、空調、電視機、微波爐、加濕器、消毒柜、電飯煲、高檔玩具等。嵌入了單片機后，功能和性能大大提高，并實現智能化、最優化控制。（7）汽車電子設備已廣泛地應用，如汽車電噴ECU、汽車安全系統、汽車空調控制器、汽車音響、電動門窗、汽車防盜系統、防抱死剎車系統（ABS）、行車電腦、胎壓監測、倒車雷達等等。26（8）國防工業在現代化的武器裝備中，如飛機、軍艦、坦克、導彈、魚雷制導、智能武器裝備、航天飛機導航系統，都有單片機嵌入其中。總之，從工業電氣電子（自動化、自動控制、智能儀器儀表等）、醫療電子、消費類電子（智能家電、多媒體設備等）、汽車電子等方面，直到國防尖端技術領域，單片機都發揮著十分重要的作用。1.4單片機的發展趨勢發展趨勢將是向大容量、高性能、外圍電路內裝化等方面發展。為滿足不同用戶要求，各公司競相推出能滿足不同需要的產品。1.CPU改進（1）增加CPU數據總線寬度。例如，各種16位和32位單片機。另外，8位單片機內部采用16位數據總線，數據處理能力要優于8位單片機（2）采用雙CPU結構，以提高數據處理能力。272.存儲器的發展（1）片內程序存儲器普遍采用閃爍（Flash)存儲器。可不用外擴展程序存儲器，簡化系統結構。（2）加大存儲容量。目前片內程序存儲器容量可達128KB。283.片內I/O的改進（1）增加并行口驅動能力，以減少外部驅動芯片。有的單片機可以直接輸出大電流和高電壓，可以直接驅動LED或VFD（熒光顯示器）、繼電器等負載；（2）有些片內設置了特殊串行I/O功能，為構成分布式、網絡化系統提供方便。295.外圍電路內裝化

系統的單片化是目前發展趨勢之一。例如，美國SiliconLabs公司的C8051F0208位機，采用流水線結構，大部分指令的完成時間為1或2個時鐘周期，峰值處理能力為25MIPS。片上集成有8通道A/D、兩路D/A、兩路電壓比較器，內置溫度傳感器、定時器、可編程數字交叉開關和64個通用I/O、電源監測、看門狗、多種類型的串行接口等。一個芯片就可以構成一個應用系統。綜上所述，單片機正在向多功能、高性能、高速、低電壓（2.7-1.8V都可以工作）、低功耗、高集成度以及片內存儲器不斷增大的方向發展。306.低功耗化

低工作電壓，CMOS化，功耗小，配置有等待狀態、休眠狀態、關閉狀態等工作方式。消耗電流僅在μA或nA量級，適用于電池供電便攜式、手持式儀器儀表及消費類電子產品。1.5單片機芯片簡介

1.5.1MCS-51系列單片機31在上世紀80年代和90年代，MCS-51是應用最廣泛的機型之一。MCS-51系列品種豐富，經常使用的是基本型和增強型。

MCS是Intel公司單片機的系列符號，MCS-51、MCS-96系列。MCS-51系列實在MCS-48系列基礎上于20世紀80年代初發展起來的，是最早進入我國，并在我國得到廣泛應用的單片機主流品種。

32（1）基本型基本型：8031/8051/8071（低功耗型80C31/80C51/87C51）8031內部包括1個8位CPU、128BRAM，21個特殊功能寄存器（SFR）、4個8位并行I/O口、1個全雙工串行口，2個16位定時器/計數器，5個中斷源，片內無程序存儲器，需外擴程序存儲器。8051是在8031的基礎上，片內集成4KB掩膜ROM作為程序存儲器。8751片內集成4KBEPROM。3334（2）增強型

Intel公司在基本型的基礎上，推出增強型-52子系列，典型產品：8032/8052/8752。

內部RAM增到256B，片內程序存儲器擴展到8KB，16位定時/計數器增至3個，6個中斷源，串行口通信速率提高5倍。3536﹡無ROM（即ROMLess）型，應用時要在片外擴展程序存儲器；﹡掩膜ROM（即MaskROM）型，用戶程序由芯片生產廠寫入；﹡

EPROM型，用戶程序通過寫入裝置寫入，通過紫外線照射擦除；﹡

FlashROM型，用戶程序可以電寫入或擦除（當前常用方式）。還有OTPROM型（一次性編程寫入ROM）產品，具有較高的環境適應性和可靠性。片內ROM的配置形式：3720世紀80年代中期以后，Intel公司精力集中在高檔CPU芯片的開發、研制上，逐漸淡出單片機的開發和生產。MCS-51設計上成功，及較高的市場占有率，已成為許多廠家、電氣公司競相選用的對象。Intel以專利形式把8051內核技術轉讓給Atmel、ADI、Philips、Maxim等公司。以8051為內核，采用CHMOS工藝生產的單片機產品，統稱為80C51系列單片機。這些兼容機型的各種衍生品統稱為8051系列單片機或簡稱為51單片機，是在8051的基礎上又增加一些功能模塊（稱其為增強型、擴展型子系列單片機）。1.5.28051系列單片機

80C51系列單片機產品繁多，近年來推出的與80C51兼容的主要產品有：

﹡ATMEL公司融入Flash存儲器技術的AT89系列；

﹡Philips公司的80C51、80C552系列；

﹡

華邦公司的W78C51、W77C51高速低價系列；

﹡ADI公司的ADμC8xx高精度ADC系列；﹡

Maxim公司的DS89C420高速（50MIPS）系列；

﹡

SiliconLabs公司的C8051F系列高速SOC單片機；

﹡

宏晶科技的STC89C5X系列。AT89C5X(AT89S5X)系列單片機39ATMEL公司的技術優勢是閃爍(Flash)存儲器技術,將Flash技術與80C51內核相結合，形成片內Flash存儲器的AT89C5X/AT89S5X系列單片機。AT89C5X/AT89S5X系列與MCS-51系列在原有功能、引腳以及指令系統方面完全兼容。某些品種又增加了一些新功能，如看門狗、ISP（在線編程）及SPI串口等。片內Flash允許在線（+5V）電擦除、電寫入或使用編程器對其重復編程。40與AT89C5X系列相比，AT89S5X系列的時鐘頻率及運算速度有了較大的提高，例如，AT89C51工作頻率的上限為24MHz，而AT89S51為33MHz。AT89S51片內集成有雙數據指針DPTR，看門狗定時器，具有低功耗空閑工作方式和掉電工作方式，AT89S5X系列已逐漸取代AT89C5X。增強型：AT89C52/AT89S52基本型：AT89C51/AT89S51

與MCS-51的87C51相比，AT89C51/AT89S51片內的4KBFlash存儲器取代了87C51片內的4KBPROM，且可在線編程或使用編程器重復編程。41型號片內FlashROM(KB)片內RAM(B)最大I/O口（位）定時/計數器串行口最大工作頻率（MHz）工作電壓（V）AT89S205122561521242.7-5.5AT89S405142561521242.7-5.5AT89S5141283221334-5.5AT89S5282563231334-5.5AT89LS5141283221162.7-4.0AT89C51ED264EEPROM(2KB)2K3242其中SPI(1)602.7-5.5表1-2AT89系列單片機片上資源42

注2：AT89C2052/4051為非總線型單片機。

非總線型單片機已經將用于外部并行總線擴展用的I/O口線和控制功能線去掉，從而使單片機的引腳數減少、體積減小。對于不需進行并行外圍擴展，裝置的體積要求苛刻且程序量不大的系統極其適合。注1：“L”代表低電壓，工作電壓為2.7-4.0V。可以應用在便攜式、無交流電源供電的環境中。特別適用于電池供電的儀器儀表或各種野外操作的設備中。43此外，還有多種擴展機型，比如帶有CAN控制器接口的機型，如AT89C51CC01：32KFlash、44Pins、40MHz、34PMaxI/O、1UART、1CAN、8通道10位ADC、1.25KBSRAM、2048BEEPROM、4個定時器、WatchDog（看門狗）工作電壓3.0-5.5V；AT89C51CC02：

16KFlash、32Pins、40MHz、20PMaxI/O、1UART、1CAN、8通道10位ADC、512BSRAM、2048BEEPROM、4個定時器、WatchDog（看門狗）、工作電壓3.0-5.5V；AT89C51CC03：

64KFlash、64Pins、40MHz、37PMaxI/O、1UART、1CAN、1SPI、8通道10位ADC、2.25KSRAM、2048BEEPROM、4個定時器、WatchDog（看門狗）、工作電壓3.0-5.5V44美國ADI(AnalogDeviceInc）公司生產的高性能單片機。如ADμC812：內部包含高精度的自校準8通道12位數模轉換器（ADC），2通道12位模數轉換器。8位與8051單片機兼容的MCU內核，指令系統與MCS-51系列兼容。片內有8KBFlash程序存儲器、640BFlash數據存儲器、256B數據SRAM。集成了WDT、電源監視器、溫度監控器、基準電壓源。最大16MHz，3個定時/計數器，2優先級的9個中斷源，32條可編程的I/O線、包含與I2C兼容的SPI串行接口和標準UART串行接口。

內核和數模轉換器均設有正常、空閑和掉電工作模式，軟件可以控制模式切換，在掉電模式下，消耗總電流約5μΑ。ADμC8XX系列單片機45美國ADI(AnalogDeviceInc）公司生產的高性能單片機，ADμC834：內部包含雙通道差分輸入24位Σ-Δ主數模轉換器（ADC），3通道單端輸入16位輔模數轉換器，兩路PWM輸出，與8051單片機兼容的MCU內核，指令系統與MCS-51系列兼容。片內有62KBFlash程序存儲器、4KFlash數據存儲器、2K數據SRAM；集成了精密溫度傳感器、WDT、電源監視器、溫度監控器、基準電壓源；3個定時/計數器，2優先級的11個中斷源；26條可編程的I/O線、包含與I2C、SPI串行接口和標準UART串行接口。應用于高精度傳感器、數據采集、高精度檢測等系統。C8051FXXX單片機46美國SiliconLabs公司，8051內核。典型產品為C8051F020。內部采用流水線結構，大部分指令的完成時間為1到2個時鐘周期，峰值處理能力為25MIPS。高速8位單片機。

片內資源：1個8通道8位ADC、1個8通道12位ADC、1個雙路12位DAC；64KB片內Flash程序存儲器，4352BRAM；8組I/O端口64根I/O口線；5個16位通用定時器，5路PCA捕捉/比較模塊；2個UART串口、1個SMBus（兼容I2C)串口、1個SPI串口；2路電壓比較器，電源監測模塊，內置溫度傳感器；2.7-3.6V工作電源。47該結構可通過設置交叉開關控制寄存器將片內計數器/定時器、串行總線、硬件中斷、ADC轉換啟動輸入、比較器輸出及單片機內部的其它數字信號配置在端口I/O引腳，這樣用戶可以根據自己的需要選擇所需的數字資源和通用I/O口。C8051F系列單片機最突出的改進是引入了數字交叉開關。改變了以往內部功能與外部引腳的固定對應關系。它是一個大的數字開關網絡，允許將內部數字系統資源分配給端口I/O引腳。48是宏晶科技公司生產的系列高性能單片機。8位與8051單片機兼容的MCU內核，指令系統與MCS-51系列兼容。資源配置和品種豐富，價格低。產品主要有STC89、90、10、11、12、15這幾大系列。每個系列又分為幾個子系列，如STC15系列有ATC15F/L/W幾個子系列，F：工作電壓3.8-5.5V；L：2.4-3.6V；W：2.4-5.5V.STC系列單片機49非8051系列單片機也有很多，在國內得到較為廣泛應用。1.5.3非8051系列單片機精簡指令集計算機（RISC-ReducedInstructionSetComputer）是相對于復雜指令集計算機（CISC-ComplexInstructionSetComputer）來說的，精簡指令集計算機廢除機器周期，拋棄復雜指令計算機追求指令完備的做法。減少了指令的數量，只保留了那些常用的指令，以字作為指令長度單位，將操作數與操作碼安排在一字之中，指令長度固定、指令格式與種類相對較少、尋址方式也相對較少，絕大部分指令都為單周期指令。取值周期短，可以預取指令，實現流水作業，故可高速執行指令。501.5.3非8051系列單片機AVR系列單片機美國Atmel公司的高速8位RISC單片機(High-performanceandLow-powerRISCArchitecture）（1）高速、高可靠性、功能強、低功耗和低價位。（2）采用片內Flash存儲器給用戶的開發帶來方便。另外，片內大容量RAM不僅能滿足一般場合使用，同時也更有效的支持使用高級語言開發系統程序，并可像8051單片機那樣擴展外部RAM。

51（3）豐富的片內外設。定時器/計數器，WDT，低電壓檢測電路，多個復位源（自動上下電復位、外部復位、看門狗復位、BOD復位），可設置的啟動后延時運行程序，增強了單片機應用系統的可靠性。具有多種串口：如通用的異步串行口（UART），面向字節的高速硬件串行接口TWI（與I2C接口兼容），SPI。此外還有ADC、PWM等模塊。（4）I/O口功能強、驅動能力大。最大驅動電流40mA，可省去功率驅動部件，直接驅動固態繼電器或其它微繼電器。52（5）低功耗。具有省電功能（PowerDown）及休眠功能（Idle）的低功耗工作方式。一般耗電在1-2.5mA；典型功耗，WDT關閉時為100nA，適用于電池供電。有的器件1.8V即可工作。（6）支持在系統編程（ISP-InSystemProgram）和在應用編程（IAP-InApplicationProgramming）。（7）程序保密性好，不可破解的位加密鎖LockBit技術，且具有多重密碼保護鎖死功能，使得用戶編寫的應用程序不被讀出。53AVR單片機系列共分為3個檔次適于各種不同需求：（1）低檔Tiny系列：Tiny11/12/13/15/26/28等；（2）中檔AT90S系列：AT90S1200/2313/8515/8535等；（3）高檔ATmega系列：有ATmega8/16/32/64/128（存儲容量為（8/16/32/64/128KB）以及ATmega8515/8535等。PIC系列單片機54美國Microchip公司產品。特性如下：（1）最大特點是從實際應用出發，重視性價比，開發出多種型號來滿足應用需求。品種豐富，便于選型。（2）采用哈弗總線結構，數據總線和指令總線分離，實現指令提取和執行的流水作業，指令單字節化和單周期化；同時，采用精簡指令集（35條指令），提高代碼壓縮率和CPU運行速度。例如，1KB的存儲空間，MCS-51大約存放600條指令，PIC系列可以存放至1024條。

55（3）其引腳具有防瞬態能力，通過限流電阻可以接至220V交流電源，可直接與繼電器控制電路相連，無須光電耦合器隔離，給帶來極大方便。（4）功耗低，設有休眠和省電工作方式，可以應用在對功耗要求比較嚴格的應用系統中。（5）保密性好。PIC以保密熔絲來保護代碼，用戶在燒入代碼后熔斷熔絲，別人再也無法讀出，除非恢復熔絲。目前，PIC采用熔絲深埋工藝，恢復熔絲的可能性極小。56PIC單片機分基礎型、中檔型和高檔型：（1）基礎型8位單片機PIC10FXXX/12F5XX/16F5X/16F5XXPIC10F220：256wordsflash、16BRAM、6Pins、2通道8位ADC、Max.CPUSpeed4MHz、1個8位定時器、工作電壓范圍2.0-5.5V。（2）中檔8位單片機PIC10F3xx/12F6xx/12F7xx/16F6x/16F6xx/16F7x/16F7xx/16F8x/16F8xx，封裝從8Pins到68Pins。PIC16F877:8位數據總線、14位程序總線、8K*14Flash、368BRAM、256BEEPROM、40Pins、3個定時器、20MHz、2個比較器、8通道10位ADC、2路CCP(Capture/Compare/PWM)、14個中斷源、I2C和SPI接口、UART、WDT。57（3）高性能8位單片機PIC18F系列引腳從18-100Pins;FlashROM4KB-128KB;低電壓系列工作電壓1.8-3.6V；USB、CAN、Ethernet、ADC、CCP、LCD驅動、串行口等等。（4）16位單片機PIC24系列（5）32位單片機PIC32系列MSP430系列單片機58MSP430單片機是美國TexasInstruments（TI）公司1996年開始推向市場的超低功耗（1.8-3.6V工作電壓范圍）微控制器。

采用16位RISC（27條指令）結構，具有強大的數據運算和處理能力（25MIPS），片內資源豐富。

根據存儲器容量和配置的外設資源的不同，主要有MSP430F1XX、MSP430F2XX/4XX、MSP430F5XX/6XX等系列。廣泛應用在工業自動化、消費類電子、便攜式醫療儀器、儀器儀表、汽車電子等領域。59430x4xx系列低功耗測量和醫療應用的理想選擇。超低功耗低，0.1μARAM（保持模式）200μA/MIPS（工作模式）在6μs之內快速從待機模式喚醒器件參數：閃存/ROM選項：4kB–120KB；RAM選項：256B–8KB；GPIO選項：14、32、48、56、68、72、80、100引腳；ADC選項：10和12位SAR、16位Σ-ΔADC；

其它集成外設：定時/計數器、LCD控制器、模擬比較器、12位DAC、DMA、硬件乘法器、集成運算放大器、USCI模塊（UART/SPI/I2C/LIN)、WDT、實時時鐘、電源電壓監測（SVS)等。601.6其它嵌入式處理器簡介隨著集成電路技術及電子技術的飛速發展，各種體系結構的處理器品種繁多，且都嵌入到系統中實現數據處理、數據傳輸和控制功能，嵌入式處理器為核心的控制系統的應用，是當今電子信息技術應用的一大熱點。

各種不同體系結構的處理器，構成了嵌入式處理器家族，是嵌入式系統的核心。全世界嵌入式處理器的品種總量已經超過1000多種，按體系結構分為幾類：嵌入式微控制器（單片機）、數字信號處理器（DSP）、嵌入式微處理器以及片上系統（SOC）等。611.6.1嵌入式微控制器（單片機）片內集成CPU、ROM、RAM、定時/計數器、WDT、I/O、串行口、脈寬調制輸出、A/D、D/A、等各種必要的功能部件和外設。一個系列的單片機有多種衍生品種，每種衍生品種的處理器內核都是一樣的，不同的是存儲器、外設配置和封裝形式。使單片機與需求相匹配，減少功耗和成本。單片機最大特點是單片化，價廉，功耗和成本下降，可靠性提高。是目前嵌入式系統工業的主流。621.6.2數字信號處理器（DSP）DSP（DigitalSignalProcessor），非常擅長于高速實現各種數字信號處理運算（如數字濾波、FFT、頻譜分析等）。由于硬件結構和指令的特殊設計，使其能夠高速完成各種數字信號處理算法。

1981年，TI公司研制的TMS320系列的首片低成本、高性能DSP芯片，使DSP技術向前跨出意義重大的一步。上世紀90年代，由于無線通信、各種網絡通信、多媒體技術的普及和應用，高清晰度數字電視的研究，極大地推動了DSP在工程上的推廣應用。63DSP大量進入嵌入式領域。推動DSP快速發展的是嵌入式系統的智能化，例如各種帶有智能邏輯的消費類產品，生物信息識別終端，醫療設備，實時語音壓解系統、數字圖像處理等。這類智能化算法一般都是運算量較大，特別是向量運算、指針線性尋址等較多，而這些正是DSP的長處所在。與單片機相比，DSP的高速運算能力和多總線，處理算法的復雜度和大的數據處理流量是單片機所不能企及的。64主要廠商有美國TI、ADI、Motorola、Zilog等公司。TI公司位居榜首，占全球市場約60%左右。DSP代表性的產品是TI公司的TMS320系列。TMS320系列處理器包括用于控制領域的C2000系列，移動通信的C5000系列，以及應在通信和數字圖像處理的C6000系列等。今天，全球信息化和Internet網的普及，多媒體技術的廣泛應用，尖端技術向民用領域迅速的轉移，數字技術大范圍進入消費類電子產品，使DSP不斷更新換代，性能指標不斷提高，價格不斷下降