浅析51单片机的特点与应用

张睿捷　丁鹏飞　王盼　原子杰　昝雪玉

摘 要：随着嵌入式系统的不断发展，单片机已经被人们在生活中普遍使用。单片机是对所有可以用于Intel 8031指令的系统的单片机的总称。最初的单片机是Intel出产的8004单片机，后来随着科学技术的发展，单片机得到了很好的发展。其中51单片机是最基础的，用来入门的单片机，也是在生活中应用的最广泛的一种。现在很多公司推出51系列的单片机，所以掌握51单片机的特点和在生活中的应用显得尤为重要。

关键词：51单片机;单片机;特点与应用

1 背景

51单片机作为单片机系列中比较容易入门，比较容易掌握的。它的基本功能也非常多，可在不同的环境下满足不同的要求。51单片机内部由8位CPU*4k比特程序存储器（ram）和128位/字节的数据存储器（row）和21个专用的寄存器构成。单片机外围具有32条I/O口线并且可以使用111条指令，其中大部分为单字节指令。此外单片机内部还有一个用于串口通信的接口。在供电方面51单片机采用唯一+5V电源供电。其中还有一个UART的串行I/O接口，可以用于实现单片机之间或单片机与其他单片机之间的串行通信;51单片机中的最佳振荡频率为6M—12M。

2 特点

以89C51单片机为例，其外部有40个不同引脚，不同的引脚控制不同的功能。其引脚分部见下图：

40个引脚中，其中较特殊的就是20脚和40脚，分别为电源引脚（VCC）和接地引脚（GND），对于该单片机，接入+5V电源即可。在89C51内，有两个引脚作为振荡器和时钟产生的电路，为第19脚和第18脚，用来产生原始的脉冲震荡信号。在单片机中用于输入和输出的双向引脚较多，分为4个大端口，分别为P0，P1，P2，P3。其对应的引脚分别为39脚-32脚，1脚-8脚，21脚-28脚，10脚-17脚，共32个引脚，都可用于输入输出。但其中P3端口较为特殊。具有第二功能。其口线由P3.0-P3.7，分别用于串行口的数据的输入和输出（发送与接收数据）;外部0/1中断（中断输入输出）;定时器0/1的外部输入（计数输入）;外部数据的存储器读/写输出控制。

3 举例

单片机在生活中的应用无处不在，51单片机更是广泛。对于单片机的入门，一般第一个应用为点亮一个LED发光二极管。对于汇编语言，一般采用Keil C51。其为美国公司出品的用于对于51单片机的汇编语言。该语言与C语言具有相似之处，具有很多优势，对于初学者来说是最好的工具。基本程序如下：

#include<reg51.h>               //51系列单片机

sbit LED=P1^0;                //声明出单片机P1口第一位

Void main（void）                //主函数

{

LED=1;                         //点亮第一个发光二极管

}

其中LED发光二极管一般的导通压降为1.8V，电当流流过4mA即可点亮，所以在电路中需要串联一个1K欧的电阻，用来限流和限压。其中长脚的为正极。当D1点亮时，P1.0设置为低电平，二极管中有电流流过，二极管发光。当D2不亮时，P1.1默认为高电平，二极管中没有电流流过，二极管不会发光。红色代表了高电平，蓝色代表的低电平，灰色代表的是高阻态。

4 应用

单片机在最初的发展中，广泛应用于工厂控制方面中，由最初的2位，4位单片机发展成现有的，具有很快速度的单片机。现如今，单片机在生活中的应用非常广泛，分部于家电，交通，通信，电子器件等等。因为单片机具有很多优秀的特点：很高的集成度;很低廉的成本;具有很小的体型;便于随身携带;功能强大等优点。所以可以应用在对于能源的节省与控制;智能的家用设备;智能的医疗设备等等。对于节能控制，单片机可以通过检测设备中流过的电流的变化，来判断设备所处在的状态，从而可以控制该设备的运行或停止。该应用可以应用在很多的设备，大至家电，小也可以用于电子设备，比如智能手环等小型电子器件。这样通过节能控制，在保持基础功能可以实现的前提下，还可以进一步的减少损耗，达到节能的目的。在智能设备方面，例如单片机在语音设备中的应用，主要可以分为两个模块：第一，在软件配置方面，由于单片机可以通过编程的方式，处理一些信息，因此就能够对语音处理过程进行操作。这个可以应用于车载导航，或者语音播报等许多地方。在硬件方面，因为单片机可以具有节能控制的应用，所以在硬件方面也可以采取上述的方案进行对于设备的节能，而且还可以减少电压，电流对于设备的损耗。提高设备的使用期限，提升使用者的用户体验。在医疗设备方面，随着技术的不断提升，单片机这种微型的电子器件也可以用于对人体的检测。比如对于人体特征的收集，例如血压，心跳等。通多对于人体特征的判断，医生可以依靠这些数据判断病人的状态，从而有效降低了医生工作中的失误，更好的维护了病人的身体健康。

參考文献

[1]李朝清.单片机原理及接口技术.北京：北京航空航天大学出版社，1996.8

[2]茅阳.单片机技术在电气传动控制系统中的应用与研究[J].中国高新区，2018（01）：24.

[3]梁小廷.单片机技术的发展及应用研究[J].民营科技，2018（06）：9.