51单片机工程师是怎样炼成的:基于C语言+Proteus仿真
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1.2 认识单片机

在认识单片机之前,我们先重新认识一下计算机,如图1-10所示。

图1-10 计算机

我们重点关注计算机的主机部分,观察后可以发现计算机的外设:显示器、键盘、鼠标、音频设备,都接在计算机主机上,如图1-11所示。

图1-11 计算机外设

仿照解剖电磁炉的过程,打开主机,观察主机内部的构造,如图1-12所示。

图1-12 计算机主机内部构造

图1-12是计算机主机的硬件装配图,有人绘制了计算机的组成原理图,如图1-13所示。

图1-13 计算机组成原理图

图1-13还是比较专业的,有些地方需要了解计算机的组成原理(南桥芯片、北桥芯片等),我们把CPU、北桥芯片、南桥芯片看做一个整体,重新绘制一个简单的原理图,如图1-14所示。

图1-14 计算机简化原理图一

我们进一步简化原理图,将CPU、硬盘、内存看做一个整体,PIC扩展槽看做已经扩展的接口(扩展了一个并口),这样是不是更像是机箱呢?如图1-15所示。

图1-15 计算机简化原理图二

从现在开始就要发挥你的想象力了,先看图1-15,左侧的虚拟机箱看做主机,右侧的接口看做主机后面的接口电路,是不是很像计算机的主机呢?

我们进一步想象,现在把虚拟主机缩小,像科幻电影那样,最后把它的尺寸压缩到52mm×14mm(长×宽)。由于尺寸的缩小,我们把它的接口也更改一下,改为引脚式放在“迷你主机”的两侧,如图1-16所示。我们给它一个新的名字:“微型计算机”。

图1-16 设想的微型计算机

由于该“微型计算机”太小,外围接口又是通过引脚引出的,我们就不能用金属外壳做它的“机箱”了,改用塑料或陶瓷将其封装起来。这样一片“微型计算机”就可以完成计算机主机的工作,因而我们可以叫它单片微型计算机,简称“单片机”;它还有另外一个名字,叫“微控制器”,英文为“Microcontroller Unit”,因而常用英文缩写MCU表示单片机。

单片机较正规的定义是:一种集成电路芯片,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/计时器等功能(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计算机系统。

至此我们已经引入了单片机的概念,下面就来学习后面将要用到的单片机:8051单片机。