一、单片机与单片微核算机体系
核算机体系已明显地朝巨型化、单片化、网络化三个方向开展。巨型化开展的意图在于不断进步核算机的运算速度和处理才能，以处理杂乱体系核算和高速数据处理，比方体系仿真和模仿、实时运算和处理。单片化便是把核算机体系尽或许集成在一块半导体芯片上，其意图在于核算机微型化和进步体系的可靠性，一般把这种单片核算机简称单片机。精确而言，单片机（单片微型核算机）实际上是一种将CPU（中央处理器）、存储器和输入输出接口集成在一个芯片中的微型核算机。单片机的内部硬件结构和指令体系首要是针对主动操控运用而规划的，所以单片机又称微操控器mcu（MicroController Unit），又因为用它能够很容易地将核算机嵌入到各种仪器和现场操控设备中，因而单片机也叫嵌入式微操控器（Embedded MCU）。
单片机要进行作业，有必要构成单片机体系。单片机体系实质上便是一个微核算机体系，它首要由硬件和软件两大部分组成，硬件是指构成核算机体系的一切电子、机械和磁性的部件或设备，软件则是各种程序及数据的总称。图1给出单片微核算机体系的详细构成。
二、单片机开展概述
单片机呈现的前史并不长，但开展十分迅猛。 它的发生与开展和微处理器的发生与开展大体同步，自1971年美国Intel公司首要推出4位微处理器以来，它的开展到现在为止大致可分为5个阶段。下面以Intel公司的单片机开展为代表加以介绍。
第1阶段（1971～1976）： 单片机开展的初级阶段。 1971年11月Intel公司首要规划出集成度为2000只晶体管/片的4位微处理器Intel 4004， 并配有RAM、 ROM和移位寄存器， 构成了第一台MCS—4微处理器， 而后又推出了8位微处理器Intel 8008， 以及其它各公司相继推出的8位微处理器。
第2阶段（1976～1980）：低功用单片机阶段。 以1976年Intel公司推出的MCS—48系列为代表， 选用将8位CPU、 8位并行I/O接口、8位守时/计数器、RAM和ROM等集成于一块半导体芯片上的单片结构， 虽然其寻址规模有限（不大于4 KB）， 也没有串行I/O， RAM、 ROM容量小， 中止体系也较简略， 但功用可满意一般工业操控和智能化仪器、外表等的需求。
第3阶段（1980～1983）：高功用单片机阶段。 这一阶段推出的高功用8位单片机遍及带有串行口， 有多级中止处理体系， 多个16位守时器/计数器。片内RAM、 ROM的容量加大，且寻址规模可达64 KB，单个片内还带有A/D转化接口。
第4阶段（1983～80年代末）： 16位单片机阶段。 1983年Intel公司又推出了高功用的16位单片机MCS－96系列， 因为其选用了最新的制作工艺， 使芯片集成度高达12万只晶体管/片。
第5阶段（1990年代）：单片机在集成度、功用、速度、可靠性、运用范畴等全方位向更高水平开展。
依照单片机的特征，单片机的运用分为单机运用与多机运用。在一个运用体系中，只运用一片单片机称为单机运用。单片机的单机运用的规模包含：
（1） 测控体系。 用单片机能够构成各种不太杂乱的工业操控体系、自适应操控体系、数据收集体系等， 到达丈量与操控的意图。
（2） 智能外表。 用单片机改造原有的丈量、操控外表， 促进外表向数字化、智能化、多功用化、归纳化、柔性化方向开展。
（3） 机电一体化产品。单片机与传统的机械产品相结合， 使传统机械产品结构简化， 操控智能化。
（4） 智能接口。 在核算机操控体系， 特别是在较大型的工业测、控体系中， 用单片机进行接口的操控与办理， 加之单片机与主机的并行作业， 大大进步了体系的运转速度。
（5） 智能民用产品。 如在家用电器、玩具、游戏机、声像设备、电子秤、收银机、办公设备、厨房设备等许多产品中， 单片机操控器的引进， 不只使产品的功用大大增强， 功用得到进步， 并且获得了杰出的运用作用。
单片机的多机运用体系可分为功用集散体系、并行多机处理及部分网络体系。
（1） 功用集散体系。 多功用集散体系是为了满意工程体系多种外围功用的要求而设置的多机体系。
（2） 并行多机操控体系。 并行多机操控体系首要处理工程运用体系的快速性问题， 以便构成大型实时工程运用体系。
（3） 部分网络体系。
二、常用单片机系列
1．8051系列单片机
Intel公司于1980年推出8位的高功用8051单片机，在工业操控范畴引起不小的颤动，并敏捷确立了其极其坚定的位置。之后不久，Intel公司彻 底开放了8051单片机的技能，引来世界上许多半导体厂商加入了开发和改造8051单片机的队伍中，这其间奉献最大的有Philipe公司，它着力开展了 单片机的操控功用和外围单元；Atmel公司，它在单片机内部植入了Flash ROM，使得单片机运用变得更灵敏，在我国具有许多的用户；ADI公司，它推出的AduC8 xx系列单片机，在单片机向SOC开展的模/数混合%&&&&&%开展过程中扮演了很重要的人物；Cygnai公司，它选用一种全新的流水线规划思路，使单片机 的运算速度得到了极大的进步，在向SOC开展的过程中迈出了一大步。
现在8051系列单片机各出产厂商的主流产品有几十个系列，几百个种类。虽然其各具特征，称号各异，但作为集CPU、RAM、ROM（或EPROM）、 I/O接口、守时器/计数器、中止体系为一体的单片机，其原理迥然不同。现以Intel公司的系列产品为例，阐明其各系列之间的差异。
Intel公司从其出产单片机开端，开展到现在，大体上可分为3大系列： MCS-48系列、MCS-51系列、MCS-96系列。该3大系列的功用简介见表1。
表1 Intel单片机系列功用简介
这儿，咱们仅对MCS-51系列作一扼要介绍。MCS-51系列单片机虽已有10多种产品，但可分为两大系列：MCS-51子系列与MCS-52子 系列。 MCS-51子系列中首要有8031、8051、8751 三种类型。而MCS-52子系列也有3种类型8032、8052、8752。各子系列装备见表1.2所示。
表1.2中列出了MCS-51系列单片机的两个子系列，在4个功用上略有差异。 由此可见，在簿本系列内各类芯片的首要差异在于片内有无ROM或EPROM；MCS-51与MCS-52子系列间所不同的是片内程序存储器ROM从4 KB增至8 KB；片内数据存储器由128个字节增至256个字节；守时器/计数器增加了一个；中止源增加了1～2个。别的，关于制作工艺为CHMOS的单片机，因为选用 CMOS技能制作，因而具有低功耗的特征，如8051功耗约为630 mW，而80C51的功耗只要120 mW。
2．其它单片机
当许多公司在改造MCS-51系列单片机的一起，世界上一些有影响力的大公司也在开发自己的单片机，比方Motorola、TI、Microchip、OKI、Epson等。这些单片机的指令体系和内部结构都和MCS-51系列单片机不同，功用也各有千秋。
（1）Motorola的单片机
Motorola是世界上最早开发单片机的闻名厂商，是现在全球最大的8位单片机出产商。现在现已具有8位、16位和32位约十几个系列的单片机，这其间 8位机首要有68HC05、68HC08和68HC11等3个系列；16位机首要有HCS12、68HC12、DSP56800和68HC16等4个系 列；32位机首要有Coldfire的MC683xx、MCORE、MPC500和MCF5 xxx等系列。Motorola单片机的功用一般都很强，进入我国的时刻也很早，在单片机运用范畴有很高的声威，但因为其开发工具价格较高，影响了普及率。
（2）Microchip公司的PIC单片机
Microchip公司是当今世界上第二大8位单片机出产商，Microchip单片机在我国也有比较多的用户，近几年跟着Microchip不断推出颇 具特征的各型单片机，Microchip已越来越遭到业界的广泛重视。现在，市面上比较常见的单片机首要有以下3个系 列：PIC12C5xxx/16C5x系列，这两个系列的单片机是PIC单片机中的低端产品，其间PIC16C5x系列是最早在市场上得到开展的系列，因其价格较低，且有较完善的开发手法，因而在国内运用最为广泛；而PIC12C5xx是世界上第一个8脚低价位单片机，可用于一些对单片机体积要求较高的简 单智能操控范畴，远景十分宽广。PIC12C6xx/ PIC16Cxxx系列是PIC中档产品，是Microchip近年来要点开展的系列产品，种类最为丰厚，其功用比等级低产品有所进步，指令周期可到达 200ns，增加了中止功用、带A/D、内部E2PROM数据存储器、双时钟作业、比较输出、捕捉输入、PWM输出、I2C和SPI接口、异步串行通讯 （USART）、模仿电压比较器及LCD驱动等，其封装从8脚到68脚，可用于高、中、等级低的电子产品规划中，合适于高档杂乱体系的开发，其功用在中档位单片机的基础上增加了硬件乘法器，指令周期可达到160ns，它是现在世界上8位单片机中性价比最高的机种之一，可用于高、中档产品的开发，如马达操控、腔调组成。
（3）TI（Texas Instruments）公司的MSP430单片机
TI公司是闻名全球的DSP制作商，但其前几年才推出的MSP430系列16位单片机同样在业界掀起不小的波涛。MSP430系列单片机最杰出的特征是低电压供电和超低功耗，十分合适运用于选用电池长时刻作业的场合。电压规模为1.8~3.6V；在1MHZ2.2V下，活动形式功耗为225μA，待机形式 功耗为0.8μA、掉电形式功耗为0.1μA。在这个系列中有许多个类型，它们是由一些根本功用模块依照不同的运用方针组合而成的。MSP430系列单片 机的CPU选用16位RISC精简指令体系，集成有16位寄存器和常数发生器，发挥了最高代码功率；它选用数字操控振荡器（DCO），使得从低功耗形式到 唤醒形式的转化时刻小于6μs；内部集成了A/D转化器，工业运用便利；其间MSP430x41x系列规划有一个16位守时器、一个比较器、96段LCD 液晶驱动器和48个通用I/O口。
下面介绍MCU的运用事例及参阅规划。
描绘
TI 的蓝牙 + MSP430 音频散热器参阅规划可供客户用于创立各种低端、低功耗音频处理方案的运用。一些或许的运用 – 玩具、低端蓝牙扬声器、音频播映配件。此参阅规划是一种经济实惠的音频实施方案，通过参阅其供给的完好规划文件，您能够将重心转移到运用和终究产品开发工 作上。此参阅规划支撑的软件包含 Stonestreet One Bluetopia 蓝牙仓库（通过认证且免专利费）。
蓝牙和MSP430 音频信宿参阅规划
特性
凭仗最低本钱、最低功耗的 MSP430F5229 完成蓝牙音频功用（SBC 编码/解码）
规划中将音频处理使命从 MCU 转移到蓝牙器材，然后完成低功耗音频
这种经济高效的低端无线音频处理方案，选用 4 层布局和 QFN 封装
此处理方案的内核是 TI 的 CC2564，此内核具有一流蓝牙功用（+12dBm 输出功率）
规划中还选用了 TI 的低功耗数字输入扬声器放大器（TAS2505） 和 USB 充电办理器材 （BQ24055）
CC256x 和 Bluetopia 仓库均有蓝牙子体系 QDID，因而您能够只需求一份蓝牙终究产品列表
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1.BQ24055 具有主动 AC/USB 检测功用和PG的800mA单输入单节锂离子电池充电器
BQ24055 功用方框图
详细资料：BQ24055 单节锂离子电池充电器
2.CC2560 蓝牙 Smart Ready 操控器，T%&&&&&%C256x器材是一款完好的蓝牙BR/EDR/LEHCI处理方案，此处理方案减轻了规划作业并可完成快速上市。根据TI的第七代蓝牙内 核，器材完成了现已证明的处理方案，此处理方案支撑蓝牙4.0双形式（BR/EDR/LE）协议。TI的电源办理硬件和软件算法大大节省了一切广泛运用的 蓝牙BR/EDR/LE形式运转的能耗。
