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活动简介
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“每日一题”是XDLab推出的一项重要活动，每天早上8点我们会在QQ群：XDLab_1和XDLab_2内公布今天的“每日一题”的题目。大家可以根据自己的理解对题目迚行回答，也可以相互讨论，我们鼓励大家积极发言。然后当天晚上的时候我们会给出一个参考答案。在周日的时候，我们会将这一周的7个“每日一题”的题目以及参考答案汇总整理，上传至QQ群共享中，同时我们还会准备一定数量的纸质版放在店内供大家免费领取，先到先得。 活动目的在于通过“每日一题”让大家每天迚步一点点，增强大家的基础知识，提高大家对 电子 制作的兴趣。我们鼓励大家积极发言，如果丌懂、是菜鸟，请积极发问；如果懂、是大神，请慷慨解囊。 由于水平有限，如果您发现参考答案中有错误戒者有需要补充的，请将您的答案戒者建议发送至： xidianlab@126.com 。同时如果您有什么好的问题，也可以将问题发送至邮箱： xidianlab@126.com 。由XDLab发到群里，供大家一起讨论。 考虑到部分同学丌能及时的了解到QQ群内的动态，我们也会将每天的题目同步更新到人人网、微信平台、 电子 发烧友 论坛 上，欢迎大家持续关注。 （1） 人人主页：西电实验室 （2） 微信公众账号：xdlwelcom 
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4个讨论
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11-18
【问题】
我们每天说的单片机指什么？扩展关键词:51
，pic,430,stm32,avr, arm
。
【参考答案】
单片机（Single chip microcomputer
）是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU
、随机存储器RAM
、只读存储器ROM
、多种I/O
口和中断系统、定时器/
计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D
转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。从上世纪80
年代，由当时的4
位、8
位单片机，发展到现在的300M
的高速单片机。
早期阶段SCM
即单片微型计算机（Single Chip Microcomputer
）阶段，主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。“创新模式”获得成功，奠定了SCM
与通用计算机完全不同的发展道路。.
中期发展MCU
即微控制器（Micro Controller Unit
）阶段，主要的技术发展方向是：不断扩展满足嵌入式应用时，对象系统要求的各种外围电路与接口电路，突显其对象的智能化控制能力。它所涉及的领域都与对象系统相关，因此，发展MCU
的重任不可避免地落在电气、电子技术厂家。当前趋势SoC
嵌入式系统(System on Chip
）式的独立发展之路，向MCU
阶段发展的重要因素，就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决，因此，专用单片机的发展自然形成了SoC
化趋势。随着微电子技术、IC
设计、EDA
工具的发展，基于SoC
的单片机应用系统设计会有较大的发展。因此，对单片机的理解可以从单片微型计算机、单片微控制器延伸到单片应用系统。
51
单片机
是对所有兼容Intel8031
指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel
的8031
单片机，后来随着Flash rom
技术的发展，8031
单片机取得了长足的进展，成为应用最广泛的8
位单片机之一，其代表型号是ATMEL
公司的AT89
系列，它广泛应用于工业测控系统之中。很多公司都有51
系列的兼容机型推出，今后很长的一段时间内将占有大量市场。51
单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。
•8
位CPU
，由运算和控制逻辑组成同时还包括中断系统和部分外部特殊功能寄存器
•4kbytes
程序存储器(ROM) (52
为8K)
用以存放程序、一些原始数据和表格；
•128bytes
的数据存储器(RAM)
（52
有256bytes
）的RAM
用以存放可以读写的数据，如运算的中间结果、最终结果以及欲显示的数据。
•32
条I/O
口线（四个8
位并行I/O
口）既可用作输入，也可用作输出
•21
个专用寄存器
•2
个可编程定时/
计数器（T/C
：两个定时/
记数器，既可以工作在定时模式，也可以工作在记数模式）；
•5
个中断源，2
个优先级（52
有6
个）
•一个全双工UART
（通用异步接收发送器）的串行I/O
口，用于实现单片机之间或单片机与微机之间的串行通信；
•外部数据存储器寻址空间为64kB
•外部程序存储器寻址空间为64kB
•逻辑操作位寻址功能•双列直插40PinDIP
封装
•片内振荡器和时钟产生电路，石英晶体和微调电容需要外接。最佳振荡频率为6M
—12M
。
•单一+5V
电源供电
MSP430
系列单片机是美国德州仪器（TI
）1996
年开始推向市场的一种16
位超低功耗、具有精简指令集（RISC
）的混合信号处理器（Mixed Signal Processor
）。称之为混合信号处理器，是由于其针对实际应用需求，将多个不同功能的模拟电路、数字电路模块和微处理器集成在一个芯片上，以提供“单片机”解决方案。该系列单片机多应用于需要电池供电的便携式仪器仪表中。
•
处理能力强
MSP430
系列单片机是一个16
位的单片机，采用了精简指令集（RISC
）结构，具有丰富的寻址方式（7
种源操作数寻址、4
种目的操作数寻址）、简洁的27
条内核指令以及大量的模拟指令；大量的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算；还有高效的查表处理指令。
运算速度快
MSP430
系列单片机能在25MHz
晶体的驱动下，实现40ns
的指令周期。16
位的数据宽度、40ns
的指令周期以及多功能的硬件乘法器（能实现乘加运算）相配合，能实现数字信号处理的某些算法（如FFT
等）。
•
超低功耗
MSP430
单片机之所以有超低的功耗，是因为其在降低芯片的电源电压和灵活而可控的运行时钟方面都有其独到之处。
首先，MSP430
系列单片机的电源电压采用的是1.8-3.6V
电压。因而可使其在1MHz
的时钟条件下运行时，芯片的电流最低会在165
μA
左右，RAM
保持模式下的最低功耗只有0.1
μA
。其次，独特的时钟系统设计。在MSP430
系列中有两个不同的时钟系统：基本时钟系统、锁频环（FLL
和FLL+
）时钟系统和DCO
数字振荡器时钟系统。
片内资源丰富
•
方便高效的开发环境
MSP430
系列有OTP
型、FLASH
型和ROM
型三种类型的器件，这些器件的开发手段不同。开发语言有汇编语言和C
语言。
AVR
单片机是1997
年由ATMEL
公司研发出的增强型内置Flash
的RISC(ReducedInstruction Set CPU)
精简指令集高速8
位单片机。可以广泛应用于计算机外部设备、工业实时控制、仪器仪表、通讯设备、家用电器等各个领域。RISC
（精简指令系统计算机）是相对于CISC
（复杂指令系统计算机）而言的。RISC
并非只是简单地去减少指令，而是通过使计算机的结构更加简单合理而提高运算速度的。RISC
优先选取使用频率最高的简单指令，避免复杂指令：并固定指令宽度，减少指令格式和寻址方式的种类，从而缩短指令周期，提高运行速度。由于AVR
采用了RISC
的这种结构，使AVR
系列单片机都具备了1MIPS/MHz
（百万条指令每秒/
兆赫兹）的高速处理能力。
STM32
系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M
内核。按内核架构分为不同产品：其中STM32F1
系列有、STM32F103
“增强型”系列、STM32F101
“基本型”系列、STM32F105
、STM32F107
“互连型”系列。增强型系列时钟频率达到72MHz
，是同类产品中性能最高的产品；基本型时钟频率为36MHz
，以16
位产品的价格得到比16
位产品大幅提升的性能，是32
位产品用户的最佳选择。两个系列都内置32K
到128K
的闪存，不同的是SRAM
的最大容量和外设接口的组合。时钟频率72MHz
时，从闪存执行代码，STM32
功耗36mA
，是32
位市场上功耗最低的产品，相当于0.5mA/MHz
。
ARM
处理器是Acorn
计算机有限公司面向低预算市场设计的第一款RISC
微处理器。更早称作Acorn RISC Machine
。ARM
处理器本身是32
位设计，但也配备16
位指令集，一般来讲比等价32
位代码节省达35%
，却能保留32
位系统的所有优势。CPU
功能上增加DSP
指令集提供增强的16
位和32
位算术运算能力，提高了性能和灵活性。ARM
还提供两个前沿特性来辅助带深嵌入处理器的高集成SoC
器件的调试，它们是嵌入式ICE-RT
逻辑和嵌入式跟踪宏核(ETMS)
系列。
ARM
处理器的三大特点是：耗电少功能强、16
位/32
位双指令集和合作伙伴众多。
1
、体积小、低功耗、低成本、高性能；
2
、支持Thumb
（16
位）/ARM
（32
位）双指令集，能很好的兼容8
位/16
位器件；
3
、大量使用寄存器，指令执行速度更快；
4
、大多数数据操作都在寄存器中完成；
5
、寻址方式灵活简单，执行效率高；
6
、指令长度固定。
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11-20
【问题】
51
单片机有多少管脚，它们的作用分别是什么？
【参考答案】
单片机的40
个引脚大致可分为4
类：电源、时钟、控制和I/O
引脚。
⒈
电源:
⑴VCC -
芯片电源，接+5V
；
⑵VSS -
接地端；
⒉
时钟:
XTAL1
、XTAL2 -
晶体振荡电路反相输入端和输出端。
⒊
控制线:
控制线共有4
根，
⑴ALE/PROG:
地址锁存允许/
片内EPROM
编程脉冲
①ALE
功能：用来锁存P0
口送出的低8
位地址
②PROG
功能：片内有EPROM
的芯片，在EPROM
编程期间，此引脚输入编程脉冲。
⑵PSEN:
外ROM
读选通信号。
⑶RST/VPD:
复位/
备用电源。
①RST
（Reset
）功能：复位信号输入端。
②VPD
功能：在Vcc
掉电情况下，接备用电源。
⑷EA/Vpp:
内外ROM
选择/
片内EPROM
编程电源。
①EA
功能：内外ROM
选择端。
②Vpp
功能：片内有EPROM
的芯片，在EPROM
编程期间，施加编程电源Vpp
。
⒋I/O
线
80C51
共有4
个8
位并行I/O
端口：P0
、P1
、P2
、P3
口，共32
个引脚。P3
口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号（属控制总线）。
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只有小组成员才能发言，加入小组>>
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