《单片机原理及应用(第4版）》40课时合集-天津科技大学

• 大家好，今天开始介绍一门新课程，叫做单片机原理及应用。
• 单片机是控制与控制相关专业的基础，应用广泛。
• 课程目标是从零基础开始，帮助大家认识、了解和应用单片机。
• 推荐使用《单片机原理及应用（第四版）》这本教材。
• 学习建议：从基础入手，不要急于应用，掌握原理与硬件。

各位同学大家好，从今天开始呢我要为大家开始介绍一门新的课程，叫做单片机原理及应用。那么关于单片机这个细脚我们可以说呢，是可以说是任何做控制与控制相关的任何专业、任何领域，在学习过程中都不可能绕过去的这么一个环节。它是非常基础的，而且在目前也是应用相对很广泛的控制器件。

所以我们说，对于我们学习这种与控制有关的一些专业来讲，单片机的学习是必不可少的，怎么也绕不过去的。很多同学在学习过程中都会反映，对单片机的学习会有一些困难，感觉并不是说学得很容易。基于这个原因，我们给大家开这门课程的目的，就是为了从零基础开始，让大家能够真正的去认识单片机，了解单片机，认识和了解了之后，能够去应用它。

在这门课的学习过程中，为大家推荐一本教材，这本教材的名字叫做《单片机原理及应用（第四版）》，已经出版到第四版了。作者是哈尔滨工业大学的张义刚教授，他的教学团队共同主编，由高等教育出版社出版。这本教材有几个优点：

第一个，它可以说深入浅出，语言简练简明。与现在市面上单片机的一些教材或者参考书相比，它讲得非常繁琐，读起来可读性低，而这本教材的可读性相对比较高，也易于大家理解，尤其对于基础不太好的同学来说，很容易入门，很容易读懂，因此推荐给大家。

我们这门课后面在讲解过程中，也是以这本教材作为主线，当然我们不是纯讲这本教材，而是以它的内容思路作为主线，给大家进行介绍。大家可以去买一本或者找一本作为参考，伴随着我们课的进行，可以结合这部书的内容进一步学习。

接下来要多说两句，就是关于单片机的学习，给大家提几点建议。这些都是多年来我在单片机教学过程中总结出来的一些经验。目前网络上有很多关于单片机应用的一些视频和参考资料，非常多。这些视频和教材，更多的是从应用角度去介绍单片机的知识，例如直接用它去控制ROCDROED数码管，直接用它去检测一个键盘，或者直接用它去做走马灯、流水灯的程序。

当然，这种学习方式是可以做到一定的应用层次，但我并不建议这样学。这样学习好像很速成，但对单片机的认识和了解并不够透彻。可以说你对单片机并没有做到一个真正的了解，只是停留在简单的应用层次上。

当然，我们最后也是要应用的，但我所提的应用和这种学习方法还是有一定区别的。你只会使用单片机，而我提的应用是要不仅能使用它，更要了解它的原理。这样的话，对你以后在单片机上进行应用开发，以及以单片机作为基础，学习其他的知识，比如说一些A、VR单片机、ARM、DSP等等，可能都会有一个更好的理论性的支撑。

我给大家提的第一个建议就是，在学习单片机的过程中，不要直接从应用上去入手。虽然感觉入门很快，但实际上你对它的掌握并不是很深。我的建议是，从基础入手。因为单片机归根结底是一个硬件，你就一定要对它的硬件、存储器的构成，及它是如何实现控制的，逐步去学习和了解，最后再结合应用，这样才能真正掌握单片机。

第二个建议是，现在网络上学习单片机时，很多教材直接用C语言编程，这没有问题，用C语言编程能够做一些庞大的程序是可以的。但如果你是一个零基础的学生，建议不要直接学C语言去了解单片机。我们还是应该从汇编语言入手。

为什么汇编语言好？因为它是直接控制单片机的硬件，直接用指令控制硬件的工作。通过汇编语言的学习，再结合对单片机硬件的学习，能够充分理解单片机如何工作，如何实现控制的过程，能够有清晰的认识。

所以我们经常会说，汇编语言才是单片机学习的正确姿势。C语言在你充分了解单片机的原理，以及它的整体结构、工作过程都很清楚后，再把C语言引入进来，能够简化你的编程，也能编制更大的程序，这时学习效果会更好。

因此，我推荐大家在学习过程中，还是一步一个脚印去做。我们这门课就是从这两个方向出发，首先从单片机的结构学习，然后通过汇编语言的编程实现基本应用，让大家对单片机的工作过程、原理和结构有更深刻的认识。在掌握了这些基础后，再引入C语言，通过C语言的编程再给大家进行介绍，这样的话，整个学习下来，我可以保证大家对单片机会有一个真正的认识。

那么今天我们就以单片机的这个概述来入手，让大家对单片机有一个简单的认识。什么叫单片机呢？单片机顾名思义，它就是在一片半导体芯片上集成了CPU（中央处理单元）、存储器RAM和ROM、输入输出接口、定时器、系统中断和时钟电路等内部工作系统总线，把这些功能集成在一起的微型计算机结构的器件。

这个器件可以应用于控制领域等各种场景。我们把这种器件称之为单片机。单片机的生产公司很多，比较早且有名的就是英特尔公司，他们最早开发的就是8051单片机。8051单片机非常有名，现在用到的大部分单片机也都是以8051作为内核。

英特尔公司推出了许多以8051作为内核的兼容机，广泛应用于世界各地，现已成为国内外公认的标准单片机体系结构。后来，英特尔将8051内核的专利技术带给了其他公司，令每个公司都有能力开发。

其中，艾特美尔公司就是将8051单片机进一步发展，推出了许多型号，如AT89C5系列和AT89S5系列。我们这门课就以目前比较主流、功能相对完善的AT89S52作为对象进行讲解。

这种型号的单片机不仅具备8051的内核系统和指令系统，还比其他型号如AT89C系列和S51更为强大。因此，它是单片机初学者学习的理想机型，学会后再去扩展更多知识，这样才能有一个更好的学习过程。

单片机通常被放置于控制系统中，作为嵌入式系统的核心，因此有时也称为嵌入式控制器，或者微控制器。这两个名词其实都是指单片机。我国习惯使用“单片机”这个称谓。

单片机按用途可分为通用型和专用型，目前我们讲的AT89S52属于通用型。此外，单片机还可按处理位数分为4位、8位、16位和32位。我们现在讲的AT89S52属于8位单片机。处理位数越多，单片机的处理速度就越快，功能自然就越强大。

目前，行业中有专业人士认为四位单片机已经淘汰，而八位、十六位和三十二位单片机仍然流行。许多专业人士认为，八位单片机还有很大的发展空间，因为功能简单，有助于实现基本控制，并能在各种控制场景（如电器、工业等）中得到广泛应用。

而32位单片机虽然数据处理能力与运算能力强，但作为中间的16位单片机面临尴尬局面。很多人认为，未来八位与32位单片机会有良好前景，而十六位可能前景不容乐观。

接下来，我们看看单片机的发展。刚才提到英特尔公司在单片机发展和研发方面很突出，他们推出了一款叫做MCS517的单片机，这款单片机设计非常成功，也因为其应用广泛，在全球获得了良好口碑。

然而，进入80年代后期，英特尔在高档CPU芯片的研发上投入更多精力，因此停止了对517单片机的进一步开发。正如提到的，英特尔把8051内核专利技术转让给其他公司，包括艾特美尔公司。艾特美尔公司在这一方面做得最好，他们的89C系列与89RS系列目前在世界市场上占据了最大份额。

而AT89S52则是最新的，其技术领先于其他公司。这是因为艾特美尔引入了闪存技术（Flash技术），以前编程需要通过编程器连接计算机，下载程序到单片机中才能运行。而有了Flash技术后，能够实现在线编程。

现在在淘宝上你可以找到许多在线下载器，价格也很便宜，只需几元即可购买。这使得编程的便捷性大大提高。因此，AT89C系列中的C系列单片机逐渐被淘汰。目前，市场上所有单片机均可在线编程。

此外，AT89S系列与C系列相比有许多优势。例如，单片机工作时会有震荡悠的时钟，AT89S系列的时钟周期比C系列提高了；S系列的程序存储器Flash容量更大，数据存储区的RAM也更大；中断源数量增多；定时器数量增多。

这些差异在实际应用中具有重要意义，特别是在需要串口通信时，更多的定时器资源将非常有帮助。

除了我们现在讲的AT89S52系列单片机外，全球还有许多厂商在生产以8051为内核的各种单片机。对于有兴趣的同学，推荐参考相关资料，尤其是我所推的教材中第一章的内容讲解得较为详细。

今天的课程就讲到这里，我们对AT89S52单片机和单片机的发展进行了简单的介绍。下节课开始，我们将深入探讨单片机的内部结构、硬件接口及编程基础，带领大家走入单片机的世界。