黄 海
（韶关南雄市雄源电气设备安装有限公司 广东 韶关 ５１２５００）
摘 要：单片微型计算机简称为单片机，其功能极其多样化，集合了中央处理器、存储器、定时计数以及多重接口为整体的装置。它体积小，成本低，功能强，广泛应用于工业自动化领域以及研究开发智能产品。因人们对计量时间精准性要求提高，笔者广泛查询各类资料信息，通过不断论证，设计出一类相对简单且功能多样，性价比较高的时钟，即单片机电子时钟。
教育期刊网 http://www.jyqkw.com
关键词 ：单片机；应用；控制器
中图分类号：TP368.1 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６６５－２２７２．２０１5．15．０51
收稿日期：２０１5－05－16
０ 引言
单片机主要是将一些控制应用需要的基础内容集中在一类体积相对有限的电路芯片之中。倘若依照功能来讲，其包含下述几类功能部件，例如ＣＰＵ、ＲＡＭ、并行、串行口，中断系统与寄存器等。其均透过片之中总线进行连接，基础结构始终为ＣＰＵ以及芯片。对各类功能部件管控则通过功能较为特殊的ＳＦＲ集中管控。
１ 控制器
单片机之中控制器主要发挥管控指挥功能，其具体工作任务在于对指令进行识别，并依照具体的属性管控单片机各类功能部件，进而确保单片机各结构可自动化并更加协调的运行。单片机执行指令主要受控于控制器指挥，由程序存储器内解读指令，并选择寄存器进行存储，而后发送指令编码器完成译码分析，最终结果将传送到逻辑电路，从定时控制逻辑形成各类定时以及控制信号，并传送至单片机各类部件结构完成对应性处理。上述过程为指令执行的整体环节，执行程序则持续重复该环节。控制器具体涵盖程序技术装置、地址存储装置、寄存装置、译码装置、逻辑电路与时序控制电路等。
２ 存储器结构
ＭＣＳ－５１单片机利用哈佛结构，也就是程序存储以及数据存储装置两空间相互分离，并各自包含属于自身的寻址手段、空间以及工作体系。该类结构针对单片机面向控制来说具体应用将更加便利。
８０５１/８７５１单片机之中，不但位于片之中集成相应容量数据、程序存储装置与较多具备特殊性能的寄存装置。同时，还体现了强有力的外存储装置扩展功能，寻址水平可到达６４ｋｂ，且寻址以及操作较为便利。ＭＣＳ－５１存储器装置空间可分成下述几个类别。
单片机系统可依照相应的次序实施工作，具体是位于程序存储器装置之中放入通过调试趋于正常的程序与表格的固定常数。事实上，程序为一连串二进制码，存储器可划分成片内以及片外两类。基于８０３１不具备内部存储装置，因此仅能通过外扩存储器装置完成存储处理。
ＭＣＳ－５１单片机之中包含随机存取ＲＡＭ，用于用户信息寄存装置，其符合较多控制类应用环境的需求，可在问题处理的过程中发挥缓冲功能。
ＭＣＳ－５１装置对其内ＲＡＭ具备多样化的操作指令，进而令用户在程序设计过程中更加便利，32个单元也就是四个寄存器区域，各个区域包含八类寄存器。用户可利用指令转变ＲＳ１，ＲＳ０完成寄存器区域切换。此类功能对于设计软件环节提供了更大的便利，尤其是在嵌套中断过程中，为保护寄存装置现场信息夯实了基础，提供了良好的保障。
３ 特殊功能寄存器
特殊功能寄存器显示出了ＭＣＳ－５１运行水平，事实上此单片机各类功能部件与控制寄存装置能够清晰的映射出整体单片机基础系统之中的运行工作方式。事实上，ＳＦＲ为一类具备特殊能力的ＲＡＭ，这些寄存器的总量达到21个，且在此范围之中呈现出了离散分布的状态。一些ＳＦＲ还可完成位寻址，其中21个字节有定义，对没有定义分析的字节单元，用户不应将其用于寄存器，如果登录访问了没被定义单元，那么将获得一个并不清晰的随机数。
单片机一共包含四个双向端口以及32根口线，组成内容包括锁存装置、输入输出装置等。事实上，ＰＯＰ３也属于一类功能特殊的寄存器装置。此四口排除依照字节进行寻址之外，还可依照位进行寻址。基于其在结构体系上包含明显差别，因此各个口属性以及功能也存在不同。
Ｐ０口为双向口，可满足地址以及数据总线分时复用需求，并实现ＴＩＬ负载驱动。Ｐ１口则属于Ｉ／Ｏ口，完成ＬＳ负载驱动。Ｐ２则为准Ｉ／Ｏ口，同地址总线实现复用，并可形成负载驱动。Ｐ３与Ｐ２相同，均为Ｉ／Ｏ口，可实现双功能复用，并可完成ＴＴＬ驱动。除Ｐ０口以外，其他三个口Ｉ／Ｏ线片之中均包含相应稳定的上拉电阻，在此三类Ｉ／Ｏ口用作输入口之时，应先写入１，再者其呈现出的无高阻浮空状况也可叫做双向三态口。
４ 时钟电路以及时序
时钟电路用作单片机运行阶段中需要的信号。ＭＣＳ－５１自身也是一类较为多样复杂的同步电路，为确保能够实现同步的运行，此单片机应在单独时钟信号管控之下，全面依照时序动作运行，时序研究对象则是指令执行阶段中各类信号之间的相互关联。在指令执行阶段中，系统ＣＰＵ需要在程序存储装置之中调取到所需运行指令代表的操作码，而后进行译码，并且从时序电路之中形成系列化的管控信号实现指令要求的运行操作。从系统ＣＰＵ之中传达而出的时序信号包含两种，一种用在片中对各类功能部件的管控，此列信号通常总量较多。还有一类用在片之外的存储装置以及Ｉ／Ｏ端口进行管控，此类时序针对设计研究硬件接口整体的电路发挥了极为重要的影响。这便是设计单片机应用体系环节中应重点关注的环节。
５ 单片机应用
从应用范畴领域来讲，单片机的类型涵盖下述几个层面。首先是智能化仪表，通过单片机体系代替了以往滞后性的测量以及管控仪表，可由模拟仪表实现向智能现代化、数字科技化仪表的发展转型。例如各类温度仪表、压力测试、流量分析仪表、计量电能仪表等等。
还有一类应用为测控系统应用，采取单片机代替以往设计较为复杂庞大的数字模拟电路，实现各类工业化管控，信息数据采集处理等功能。在电能交换上，可借助单片机完成变频调速电路系统的有效设计。而在通信领域则可借助单片机合理的开发设计通信系统模块，并开发研究功能更加丰富的通信器材设备。机电领域，更多的机电产品用到单片机，可完成检测分析，管控传统机械化的产品，令其系统结构趋于简单化，管理控制趋于智能化，并显著提升机电设施产品的安全性，使得产品应用服务功能更加多元化。
６ 智能接口
数据信息传输阶段中借助单片机可完成外界设施系统同计算机的快速通信。单片机具备的丰富定时功能，在理论层面来说，可较好的符合各大学校教育培训需要，激发了单片机在现代化、智能化领域的多重功能。此系统设计较好地符合了目前我国教学领域的多元化需求，因此可以说为一类更加智能化且理想化的设计。其具备一个时间更加精准清晰的实时钟，并可随意的进行时间设置，可管控时间表的互相变化，并呈现出优质的显示功能。可利用按键进行操作或是通过数字进行显示。此系统虽然规模不大，然而应用功能则极为多样化，且操作起来更加便利，整体造价水平不高，因此将实现更加广泛的应用。并可为广大家庭的现代化、数字化发展提供了重要的工具，对扩充单片机研发应用领域贡献了更大力量。
７ 结语
总之，单片机应用领域极为广泛，其具备多样化的功能。我们只有熟悉单片机的主体结构，明确存储器、控制器各项功能，制定合理科学的设计分析方案，方能达到事半功倍的工作效果，真正促进单片机实现更多元化的发展，创设显著的经济效益与社会效益，实现全面升华。
教育期刊网 http://www.jyqkw.com
参考文献
１ 李叶紫．王喜斌．胡辉．孙东辉．编著ＭＣＳ＿５１单片机应用教程［Ｍ］．北京：清华大学出版社，２００８（６）
２ 杨晓玲，朱群雄．基于单片机和模糊控制的电熔焊机设计及应用［Ｊ］．仪器仪表学报，２００８（７）
３ 代杰，樊瑜瑾，张学丽，孙宏德．基于单片机的光电编码器位置检测系统设计［Ｊ］．计算机测量与控制，２０１１（１）
（责任编辑 吴 汉）