單片機(jī)（Microcontrollers）是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機(jī)存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。從上世紀(jì)80年代，由當(dāng)時(shí)的4位、8位單片機(jī)，發(fā)展到現(xiàn)在的300M的高速單片機(jī)。

　　簡介

　　單片機(jī)又稱單片微控制器，它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片，而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。相當(dāng)于一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)，和計(jì)算機(jī)相比，單片機(jī)只缺少了I/O設(shè)備。概括的講：一塊芯片就成了一臺計(jì)算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)是了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。

　　單片機(jī)的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實(shí)時(shí)工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機(jī)，就能起到使產(chǎn)品升級換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞——“智能型”，如智能型洗衣機(jī)等 。

　　應(yīng)用分類

　　單片機(jī)（Microcontrollers）作為計(jì)算機(jī)發(fā)展的一個(gè)重要分支領(lǐng)域，根據(jù)發(fā)展情況，從不同角度，單片機(jī)大致可以分為通用型/專用型、總線型/非總線型及工控型/家電型。

　　通用型

　　這是按單片機(jī)（Microcontrollers）適用范圍來區(qū)分的。例如，80C51式通用型單片機(jī)，它不是為某種專門用途設(shè)計(jì)的；專用型單片機(jī)是針對一類產(chǎn)品甚至某一個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)的，例如為了滿足電子體溫計(jì)的要求，在片內(nèi)集成ADC接口等功能的溫度測量控制電路。

　　總線型

　　單片機(jī)

　　單片機(jī)

　　這是按單片機(jī)（Microcontrollers）是否提供并行總線來區(qū)分的?？偩€型單片機(jī)普遍設(shè)置有并行地址總線、 數(shù)據(jù)總線、控制總線，這些引腳用以擴(kuò)展并行外圍器件都可通過串行口與單片機(jī)連接，另外，許多單片機(jī)已把所需要的外圍器件及外設(shè)接口集成一片內(nèi)，因此在許多情況下可以不要并行擴(kuò)展總線，大大減省封裝成本和芯片體積，這類單片機(jī)稱為非總線型單片機(jī)。

　　控制型

　　這是按照單片機(jī)（Microcontrollers）大致應(yīng)用的領(lǐng)域進(jìn)行區(qū)分的。一般而言，工控型尋址范圍大，運(yùn)算能力強(qiáng)；用于家電的單片機(jī)多為專用型，通常是小封裝、低價(jià)格，外圍器件和外設(shè)接口集成度高。 顯然，上述分類并不是惟一的和嚴(yán)格的。例如，80C51類單片機(jī)既是通用型又是總線型，還可以作工控用。

　　振蕩電路用于實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC，對于這種振蕩電路只能用32.768KHZ 的晶體，晶體被連接在OSC3 與OSC4 之間而且為了獲得穩(wěn)定的頻率必須外加兩個(gè)帶外部電阻的電容以構(gòu)成振蕩電路。

　　32.768KHZ的時(shí)鐘晶振產(chǎn)生的振蕩信號經(jīng)過石英鐘內(nèi)部分頻器進(jìn)行15次分頻后得到1HZ秒信號，即秒針每秒鐘走一下，石英鐘內(nèi)部分頻器只能進(jìn)行15 次分頻，要是換成別的頻率的晶振，15次分頻后就不是1HZ的秒信號，時(shí)鐘就不準(zhǔn)了。32.768K=32768=2的15次方，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換比較方便、精確。

　　絕大多數(shù)的 MCU 愛好者對 MCU 晶體兩邊要接一個(gè)22pF附近的電容不理解，因?yàn)檫@個(gè)電容有些時(shí)候是可以不要的。參考很多書籍，講解的很少，往往提到最多的是起穩(wěn)定作用，負(fù)載電容之類的話，都不是很深入理論的分析。 問題是很多愛好者不去關(guān)心這兩個(gè)電容，他們認(rèn)為按參考設(shè)計(jì)做就行了，本人也是如此，直 到有一次一個(gè)手機(jī)項(xiàng)目就因?yàn)檫@個(gè)電容出了問題，損失了幾百萬之后，才開始真正的考慮這個(gè)電容的作用。 其實(shí) MCU 的振蕩電路的真名叫“三點(diǎn)式電容振蕩電路”。

　　晶體，相當(dāng)于三點(diǎn)式里面的電感，C1 和 C2 就是電容，5404 和 R1 實(shí)現(xiàn)一個(gè) NPN 的三 極管，大家可以對照高頻書里的三點(diǎn)式電容振蕩電路。接下來分析一下這個(gè)電路。

　　5404 必需要一個(gè)電阻，不然它處于飽和截止區(qū)，而不是放大區(qū)，R1 相當(dāng)于三極管的偏置作用，讓 5404 處于放大區(qū)域，那么 5404 就是一個(gè)反相器，這個(gè)就實(shí)現(xiàn)了 NPN 三極管的作用， NPN 三極管在共發(fā)射極接法時(shí)也是一個(gè)反相器。

　　接下來用通俗的方法講解一下這個(gè)三點(diǎn)式振蕩電路的工作原理，大家也可以直接看書。 大家知道一個(gè)正弦振蕩電路要振蕩的條件是，系統(tǒng)放大倍數(shù)大于 1，這個(gè)容易實(shí)現(xiàn)，相位滿足 360°，接下來主要講解這個(gè)相位問題： 5404 因?yàn)槭欠聪嗥?，也就是說實(shí)現(xiàn)了 180°移相，那么就需要 C1，C2 和 Y1 實(shí)現(xiàn) 180°移相 就可以，恰好，當(dāng) C1，C2，Y1 形成諧振時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn) 180 移相，這個(gè)大家最簡單的可以以地作為參考，諧振的時(shí)候，C1、C2 上通過的電流一樣，地在 C1、C2 中間，所以恰好電壓相反，實(shí)現(xiàn) 180 移相。 當(dāng) C1增大時(shí)，C2 端的振幅增強(qiáng)，當(dāng) C2 降低時(shí)，振幅也增強(qiáng)。

　　有些時(shí)候 C1，C2 不焊也能起振，這個(gè)不是說沒有 C1，C2，而是因?yàn)樾酒_的分布電容 引起的，因?yàn)楸緛磉@個(gè) C1，C2 就不需要很大，所以這一點(diǎn)很重要。接下來分析這兩個(gè)電容 對振蕩穩(wěn)定性的影響。 因?yàn)?7404 的電壓反饋是靠 C2 的，假設(shè) C2 過大，反饋電壓過低，這個(gè)也是不穩(wěn)定，假設(shè) C2 過小，反饋電壓過高，儲存能量過少，容易受外界干擾，也會輻射影響外界。C1 的作用 對 C2 恰好相反。因?yàn)槲覀儾及宓臅r(shí)候，假設(shè)雙面板，比較厚的，那么分布電容的影響不是 很大，假設(shè)在高密度多層板時(shí)，就需要考慮分布電容，尤其是 VCO 之類的振蕩電路，更應(yīng) 該考慮分布電容。

　　有些用于工控的項(xiàng)目，建議不要用晶體的方法振蕩，二是直接接一個(gè)有源的晶振 很多時(shí)候大家會用到 32.768K 的時(shí)鐘晶體來做時(shí)鐘，而不是用單片機(jī)的晶體分頻后來做時(shí)鐘，這個(gè)原因很多人想不明白，其實(shí)這個(gè)跟晶體的穩(wěn)定度有關(guān)，頻率越高的晶體，Q 值一般難以做高，頻率穩(wěn)定度不高，32.768K的晶體穩(wěn)定度等各方面都不錯(cuò)，形成了一個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)， 比較容易做高。