嵌入式开发学习笔记（2）从单片机开始我的长线学习计划

          首先说我的大学阶段长线学习计划有多长，我希望是七年，你懂得，考研嘛~我倒是挺想在四年大学生活之后进入社会，进入相关的领域大显身手，可是，没有扎实的专业知识，没有很强的动手能力，想找个好点的工作，很难，注意我这里是说好点的工作，学嵌入式的都想到一些中大型开发公司去工作，毕竟环境不同，接触的专家，工程师都不同，在好的公司里待一段时间拿到的不仅仅是高额的薪水，而且是一种更高层次的学习，对自己的提高是巨大的。当然，话又说回来，想找个好工作，还是先好好在研究生阶段深造三年吧，与其三年的工作经验，我觉得三年对本专业的深入学习与研究更可靠。
          说回这长线学习的起点，是从什么开始呢？正如上一篇文章所说，就是C语言，单片机。单片机学的有点早吗？不，先从构造、基本原理开始学习，暂且先不学Keil编程，等单片机前面的基础部分学会时，教材的C语言也能学个差不多了，正好衔接起来，继续深入学习单片机编程。
有人说跳过单片机直接学ARM，我想过之后，还是觉得那样学的不踏实，还是一步一步来为好，把51先给搞清楚，然后学习ARM理论，由8051过渡到STM32意法半导体(采用哈佛结构，相比arm7的 冯诺依曼结构，有一定的优势)。51的学习过程无非就是，看书学理论，看实例在开发板上实践，学会自己编写小程序，学会调试等等，总之是要付出努力的，不过我感兴趣的东西我都愿意下工夫去学习，所以，学51，没问题。

          至于有人说单片机过时了，我只能呵呵了，就像前些时间看论坛上讨论C语言过时了，我承认自己懂得不是很多，但是我知道就现在来说，单片机在各行各业的应用还是比较广泛的，可能有一部分公司去开发更高级的ARM微处理器去了，但是并不是所有的客户都需要ARM这种高级的嵌入，单片机的需求还是广泛存在的，MCU不会被MPU取代，他们都有各自的发展道路，更何况，作为我学习单片机的目的，是为了为学习ARM做基础，学习单片机能带给我的已经足够了。

知识积累：

一，单片机概念

MCU(Micro Control Unit)中文名称为微控制单元，又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)或者单片机（我只一直为MCU是MicroCompUter的缩写。。。），是指随着大规模集成电路的出现及其发展，将计算机的CPU、RAM、ROM、定时计数器和多种I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。

二，单片机分类

单片机（Single chip microcomputer）作为计算机发展的一个重要分支领域，根据发展情况，从不同角度，单片机大致可以分为通用型/专用型、总线型/非总线型及工控型/家电型。

1.通用型
这是按单片机（Single chip microcomputer）适用范围来区分的。例如，80C51是通用型单片机，它不是为某种专门用途设计的；专用型单片机是针对一类产品甚至某一个产品设计生产的，例如为了满足电子体温计的要求，在片内集成ADC接口等功能的温度测量控制电路。
2.总线型
这是按单片机（Single chip microcomputer）是否提供并行总线来区分的。总线型单片机普遍设置有并行地址总线、 数据总线、控制总线，这些引脚用以扩展并行外围器件都可通过串行口与单片机连接，另外，许多单片机已把所需要的外围器件及外设接口集成一片内，因此在许多情况下可以不要并行扩展总线，大大减省封装成本和芯片体积，这类单片机称为非总线型单片机。
3.控制型
这是按照单片机（Single chip microcomputer）大致应用的领域进行区分的。一般而言，工控型寻址范围大，运算能力强；用于家电的单片机多为专用型，通常是小封装、低价格，外围器件和外设接口集成度高。 显然，上述分类并不是惟一的和严格的。例如，80C51类单片机既是通用型又是总线型，还可以作工控用。

三，以Intel为例介绍MCU的发展

单片机出现的历史并不长，但发展十分迅猛。 它的产生与发展和微处理器的产生与发展大体同步，自1971年美国Intel公司首先推出4位微处理器以来，它的发展到目前为止大致可分为5个阶段。

1971-1976
单片机发展的初级阶段。 1971年11月Intel公司首先设计出集成度为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。


1976-1980
低性能单片机阶段。 以1976年Intel公司推出的MCS—48系列为代表, 采用将8位CPU、 8位并行I/O接口、8位定时/计数器、RAM和ROM等集成于一块半导体芯片上的单片结构, 虽然其寻址范围有限（不大于4 KB）, 也没有串行I/O, RAM、 ROM容量小, 中断系统也较简单, 但功能可满足一般工业控制和智能化仪器、仪表等的需要。


1980-1983
高性能单片机阶段。 这一阶段推出的高性能8位单片机普遍带有串行口, 有多级中断处理系统, 多个16位定时器/计数器。片内RAM、 ROM的容量加大，且寻址范围可达64 KB，个别片内还带有A/D转换接口。


1983-80年代末
16位单片机阶段。 1983年Intel公司又推出了高性能的16位单片机MCS－96系列, 由于其采用了最新的制造工艺, 使芯片集成度高达12万只晶体管/片。


1990年代
单片机在集成度、功能、速度、可靠性、应用领域等全方位向更高水平发展。

四，单片机的应用范围

按照单片机的特点，单片机的应用分为单机应用与多机应用。在一个应用系统中，只使用一片单片机称为单机应用。
单片机的单机应用的范围包括：
(1) 测控系统。 用单片机可以构成各种不太复杂的工业控制系统、自适应控制系统、数据采集系统等, 达到测量与控制的目的。
(2) 智能仪表。 用单片机改造原有的测量、控制仪表, 促进仪表向数字化、智能化、多功能化、综合化、柔性化方向发展。
(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, 控制智能化。
(4) 智能接口。 在计算机控制系统, 特别是在较大型的工业测、控系统中, 用单片机进行接口的控制与管理, 加之单片机与主机的并行工作, 大大提高了系统的运行速度。
(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, 单片机控制器的引入, 不仅使产品的功能大大增强, 性能得到提高, 而且获得了   良好的使用效果。


单片机的多机应用系统可分为功能集散系统、并行多机处理及局部网络系统。
(1) 功能集散系统。 多功能集散系统是为了满足工程系统多种外围功能的要求而设置的多机系统。
(2) 并行多机控制系统。 并行多机控制系统主要解决工程应用系统的快速性问题, 以便构成大型实时工程应用系统。
(3) 局部网络系统。

五，51单片机概念（即将要学习的一类MCU）

51单片机是对所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称。

六，51的发展

51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。需要注意的是52系列的单片机一般不具备自编程能力。

七，51单片机种类

*Intel的：80C31、80C51、87C51，80C32、80C52、87C52等；
*ATMEL的：89C51、89C52、89C2051，89S51（RC），89S52（RC）等；
*Philips、华邦、Dallas、Siemens(Infineon)等公司的许多产品
国产宏晶STC单片机以其低功耗、廉价、稳定性能，占据着国内51单片机较大市场。