【连载】初识单片机|学单片机做四轴飞行器项目故事

《 STC15 单片机实战指南（ C 语言版）》 一书以一坚科技研发的飞天三号（ FSST15-V1.0）实验板为硬件平台， 以《 深入浅出玩转 STC15 单片机》为配套视频， 由清华大学出版社权威出版， 并且分别是 STC 官方大学计划和高校高性能联合实验室推荐教程和视频， 版权归作者和清华大学出版社所有。

本资料以个人学习、 工作经验以及宏晶科技单片机技术为素材， 以单片机初学者、单片机项目开发者为对象， 教大家如何走进单片机，继而达到开发工程项目（如：四轴飞行器设计，多功能收音机等）为目的。 限于时间和水平关系，资料中难免有过失之处，望各位高手批评指教，多多拍砖，拍累了，你们休息，我继续上路。

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作者 | 残弈悟恩

                                                                                                   编辑 | Garen

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借几句暗语，一起来踏上STC15单片机之路。宝藏与天国同在，藉着马歇尔的门，踏上神圣之路；上海之上，城中之城，微波粼粼的海面上，远处听见悠扬的钟声；刀入鞘，鞘内刀，对故人，方可交。要知此暗语的来龙去脉，且看电视剧《孤岛飞鹰》。这章我们主要向读者介绍一下单片机，让读者对单片机有个大概的认识，可以不拘于细节，只要有宏观的认识即可。

1.1 单片机概述

单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用缩写MCU表示。单片机由运算器、控制器、存储器、输入输出设备构成，相当于一个微型的计算机（最小系统）。与计算机相比，单片机缺少了外围设备等，概括的讲：一块芯片就成了一台计算机，它的体积小、质量轻、价格便宜，从而为学习、应用和开发提供了便利条件。

由于单片机在工业控制领域的广泛应用，最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。

Intel的8080是最早按照这种思想设计出的处理器，当时的单片机都是8位或4位的。其中最成功的是Intel的8051，此后发展出了MCS51系列单片机系统，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。尽管2000年以后ARM公司已经开发出了32位主频超过300M的高端单片机，最近又推出了64位更高频的处理器，却到现在基于8051的单片机还在广泛的使用。在很多方面单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了广泛的应用。事实上单片机是世界上数量最多处理器，随着单片机家族的发展壮大，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。

几乎现代人类生活中的每件有电子器件的产品中都会集成有单片机。例如手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电子产品。 汽车上一般配备50多片单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百片单片机在同时工作！单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算机的总和，甚至比人类的数量还要多。

这里对单片机的介绍或许比较笼统，只说单片机由运算器、控制器等组成，并没有做详细解释，笔者这么做，就是想抛弃一般教科书上来一大堆概念，直接把新手们扼杀在萌芽阶段，从而给初学者扣上了一顶单片机难学之“帽”。那笔者告诉读者，除非读者真是，否则掌握单片机这门技术并不难。

为了能让读者顺利读完第一章，这里先不深入讲述单片机的知识点，例如寄存器、定时器、中断等等，这里先以图文的形式带领大家大概认识一下单片机，看看“她”长什么样，由那些公司生产，能做什么。

1.1.1 单片机厂家简介

1.8051 单片机

8051单片机是Intel公司推出8051/31类单片机，也是世界上使用量最大的几种单片机之一。由于Intel公司将重点放在186，386，奔腾等与PC类兼容的高档芯片开发上，8051类单片机主要有Philips、三星、华邦等公司接手。他们在保持与8051单片机兼容基础上改善了8051的许多特点，提高了速度，降低了时钟频率，放宽了电源电压的动态范围。目前增强型8051系列单片机一般采用CMOS工艺制作，故称作80C51系列单片机。之后又增加计数器、中断数量，扩展片内RAM空间的单片机称之为8052系列或80C52系列单片机。

2.三星单片机

三星单片机有KS51和KS57系列4位单片机，KS86和KS88系列8位单片机，KS17系列16位单片机和KS32系列32位单片机，近年来，三星以ARM核为基础，开始转投32位高端嵌入式处理器，代表作有S3C2440、S3C5410。

3.Motorola 单片机

Motorola是世界上最大的单片机厂商，品种全，选择余地大，新产品多，在8位机方面有68HC05；16位单片机68HC16也有十多个品种。32位单片机683XX系列也有几十个品种。Motorola单片机特点之一是在同样的速度下所用的时钟较Intel 类单片机低的多因而使得高频噪声低，抗干扰能力强，更适合用于工控领域以及恶劣环境。

4.美国Atmel 单片机

Atmel公司的单片机是目前世界上一种独具特色而性能卓越的单片机。它将8051内核与其Flash专利技术结合，具有较高的性价比。它有AT89、AT90两个系列。AT89是8位的FLASH单片机，与8051兼容，其中AT89S51十分活跃。AT90系列是增强型RISC内载FLASH单片机，通常称为AVR系列。

5.美国TI 公司单片机

美国TI公司将8051内核与ADC、DAC结合起来，生产具有模拟量处理功能的单片机。MSP430系列单片机是由TI公司开发的16位单片机。其突出特点是超低功耗，非常适合于各种功率要求低的场合。有多个系列和型号，分别由一些基本功能模块按不同的应用目标组合而成。典型应用是流量计、智能仪表、医疗设备和保安系统等方面。

6.C8051F单片机

C8051F单片是Silicon Labs公司开发的片上系统单片机，改进了8051内核，具有JTAG接口，可实现在线下载和调试程序。

除了以上这些外国公司以外（当然还有别的厂家，这里不一一列举），还有宝岛台湾的陵阳、华邦、和泰等单片机，大家自行了解即可。

下期预告：【连载】四轴飞行器主控芯片那些事儿 | 学单片机做四轴飞行器项目故事

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