第2章 STC15F2K60S2单片机增强型8051内核
2.1 单片机概述
2.1.1 单片机的概念
将微型计算机的基本组成部分（CPU、存储器、I/O接口以及连接它们的总线）集成在一块芯片中而构成的计算机，称为单片微型计算机，简称单片机（Single-chip Microcomputer）。考虑到它的实质是用做控制，现已普遍改用微控制器（Micro Controller）一词，缩写为MCU（Micro Controller Unit）。
由于单片机是完全做嵌入式应用，故又称为嵌入式微控制器。根据单片机数据总线的宽度不同，单片机主要可分为4位机、8位机、16位机和32位机。在高端应用（图形图像处理与通信等）中，32位机应用已越来越普及；但在中、低端控制应用中，而且在将来较长一段时间内，8位单片机仍是单片机的主流机种，近期推出的增强型单片机产品内部普遍集成有丰富I/O接口，而且集成有ADC、DAC、PWM、WDT（看门狗）等接口或功能部件，并在低电压、低功耗、串行扩展总线、程序存储器类型、存储器容量和开发方式（在线系统编程ISP）等方面都有较大的发展。
由于单片机具有较高的性能价格比、良好的控制性能和灵活的嵌入特性，单片机在各个领域里都获得了极为广泛的应用。
2.1.2 常见单片机
1.8051内核单片机
8051内核单片机应用比较广泛，常见的8051内核单片机有以下几种：
（1）Intel公司的MCS-51系列单片机。MCS-51系列单片机是美国Intel公司研发的，该系列有8031、8032、8051、8052、8751、8752等多种产品。MCS-51系列单片机的典型产品是8051，其构成了8051单片机的标准。MCS-51系列单片机的资源配置见表2.1。
表2.1 MCS-51系列单片机的内部资源
目前，Intel公司已经将8051内核技术实现转让，Intel公司本身已不生产MCS-51系列单片机，现在应用的8051单片机已不再是传统的MCS-51系列单片机。获得8051内核的厂商，在该内核基础上进行了功能扩展与性能改进。以下（2）～（4）所列是比较典型的8051内核单片机。
（2）深圳市宏晶科技公司的STC系列单片机。公司网址：http://www.STCMCU.com。
（3）荷兰PHILIPS公司的8051内核单片机。公司网址：http://www.philips.com。
（4）美国Atmel公司的89系列单片机。公司网址：http://www.atmel.com。
2.其他单片机
除了8051内核单片机以外，比较有代表性的单片机还有以下几种：
（1）Freescale公司的MC68系列单片机、MC9S08系列单片机（8位）、MC9S12系列单片机（16位）以及32位单片机。公司网址：http://www.freescale.com.cn。
（2）美国Microchip公司的PIC系列单片机。公司网址：http://www.microchip.com。
（3）美国TI公司的MSP430系列16位单片机。公司网址：http://www.ti.com.cn。
（4）日本National公司的COP8系列单片机。公司网址：http://www.national.com.cn。
（5）美国Atmel公司的AVR系列单片机。公司网址：http://www.atmel.com。
单片机技术的发展，可以说是产品多样化和系列化，用户可以根据自己的实际需求进行选择。单片机技术虽然缺乏统一的标准，但单片机的基本工作原理都是一样的，主要区别在于包含的资源不同、编程语言的格式不同。当使用C语言进行编程时，编程语言的差别就很小了。因此，只要学好了一种单片机，使用其他单片机时，只需仔细阅读相应的技术文档就可以进行项目或产品的开发。
2.1.3 STC系列单片机
STC系列单片机是深圳宏晶科技公司研发的增强型8051内核单片机，相对于传统的8051内核单片机，在片内资源、性能以及工作速度上都有很大的改进，尤其采用了基于Flash的在线系统编程（ISP）技术，使得单片机应用系统的开发变得简单了，无须仿真器或专用编程器就可进行单片机应用系统的开发，同样也方便了单片机的学习。
STC单片机产品系列化、种类多，现有超过百种的单片机产品，能满足不同单片机应用系统的控制需求。按照工作速度与片内资源配置的不同，STC系列单片机有若干个系列产品。按照工作速度可分为12T/6T和1T系列产品：12T/6T产品是指一个机器周期可设置为12个时钟或6个时钟，包括STC89和STC90两个系列；1T产品是指一个机器周期仅为1个系统时钟，包括STC11/10和STC12/15等系列。STC89、STC90和STC11/10系列属基本配置，而STC12/15系列产品则相应地增加了PWM、A/D和SPI等接口模块。在每个系列中包含若干个产品，其差异主要是片内资源数量上的差异。在应用选型时，应根据控制系统的实际需求，选择合适的单片机，即单片机内部资源要尽可能地满足控制系统要求，而减少外部接口电路，同时，选择片内资源时遵循“够用”原则，极大地保证单片机应用系统的高性能价格比和高可靠性。
STC15系列单片机采用STC-Y5超高速CPU内核，在相同频率下，速度比早期1T系列单片机（如STC12、STC11、STC10系列）的速度快20%。本书以STC15系列中的STC15F2K60S2单片机为教学机型，全面学习STC单片机技术以及培养STC单片机的应用设计能力。