單片機（Microcontrollers）是一種集成電路芯片，是采用超大規模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統、定時器/計數器等功能（可能還包括顯示驅動電路、脈寬調制電路、模擬多路轉換器、A/D轉換器等電路）集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的微型計算機系統，在工業控制領域廣泛應用。從上世紀80年代，由當時的4位、8位單片機，發展到現在的300M的高速單片機。

　　簡介

　　單片機又稱單片微控制器，它不是完成某一個邏輯功能的芯片，而是把一個計算機系統集成到一個芯片上。相當于一個微型的計算機，和計算機相比，單片機只缺少了I/O設備。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發提供了便利條件。同時，學習使用單片機是了解計算機原理與結構的最佳選擇。

　　單片機的使用領域已十分廣泛，如智能儀表、實時工控、通訊設備、導航系統、家用電器等。各種產品一旦用上了單片機，就能起到使產品升級換代的功效，常在產品名稱前冠以形容詞——“智能型”，如智能型洗衣機等 。

　　應用分類

　　單片機（Microcontrollers）作為計算機發展的一個重要分支領域，根據發展情況，從不同角度，單片機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（Microcontrollers）適用范圍來區分的。例如，80C51式通用型單片機，它不是為某種專門用途設計的；專用型單片機是針對一類產品甚至某一個產品設計生產的，例如為了滿足電子體溫計的要求，在片內集成ADC接口等功能的溫度測量控制電路。

　　總線型

　　單片機

　　單片機

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

　　控制型

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

　　振蕩電路用于實時時鐘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定的頻率必須外加兩個帶外部電阻的電容以構成振蕩電路。

　　32.768KHZ的時鐘晶振產生的振蕩信號經過石英鐘內部分頻器進行15次分頻后得到1HZ秒信號，即秒針每秒鐘走一下，石英鐘內部分頻器只能進行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，時鐘就不準了。32.768K=32768=2的15次方，數據轉換比較方便、精確。

　　絕大多數的 MCU 愛好者對 MCU 晶體兩邊要接一個22pF附近的電容不理解，因為這個電容有些時候是可以不要的。參考很多書籍，講解的很少，往往提到最多的是起穩定作用，負載電容之類的話，都不是很深入理論的分析。 問題是很多愛好者不去關心這兩個電容，他們認為按參考設計做就行了，本人也是如此，直 到有一次一個手機項目就因為這個電容出了問題，損失了幾百萬之后，才開始真正的考慮這個電容的作用。 其實 MCU 的振蕩電路的真名叫“三點式電容振蕩電路”。

　　晶體，相當于三點式里面的電感，C1 和 C2 就是電容，5404 和 R1 實現一個 NPN 的三 極管，大家可以對照高頻書里的三點式電容振蕩電路。接下來分析一下這個電路。

　　5404 必需要一個電阻，不然它處于飽和截止區，而不是放大區，R1 相當于三極管的偏置作用，讓 5404 處于放大區域，那么 5404 就是一個反相器，這個就實現了 NPN 三極管的作用， NPN 三極管在共發射極接法時也是一個反相器。

　　接下來用通俗的方法講解一下這個三點式振蕩電路的工作原理，大家也可以直接看書。 大家知道一個正弦振蕩電路要振蕩的條件是，系統放大倍數大于 1，這個容易實現，相位滿足 360°，接下來主要講解這個相位問題： 5404 因為是反相器，也就是說實現了 180°移相，那么就需要 C1，C2 和 Y1 實現 180°移相 就可以，恰好，當 C1，C2，Y1 形成諧振時，能夠實現 180 移相，這個大家最簡單的可以以地作為參考，諧振的時候，C1、C2 上通過的電流一樣，地在 C1、C2 中間，所以恰好電壓相反，實現 180 移相。 當 C1增大時，C2 端的振幅增強，當 C2 降低時，振幅也增強。

　　有些時候 C1，C2 不焊也能起振，這個不是說沒有 C1，C2，而是因為芯片引腳的分布電容 引起的，因為本來這個 C1，C2 就不需要很大，所以這一點很重要。接下來分析這兩個電容 對振蕩穩定性的影響。 因為 7404 的電壓反饋是靠 C2 的，假設 C2 過大，反饋電壓過低，這個也是不穩定，假設 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。因為我們布板的時候，假設雙面板，比較厚的，那么分布電容的影響不是 很大，假設在高密度多層板時，就需要考慮分布電容，尤其是 VCO 之類的振蕩電路，更應 該考慮分布電容。

　　有些用于工控的項目，建議不要用晶體的方法振蕩，二是直接接一個有源的晶振 很多時候大家會用到 32.768K 的時鐘晶體來做時鐘，而不是用單片機的晶體分頻后來做時鐘，這個原因很多人想不明白，其實這個跟晶體的穩定度有關，頻率越高的晶體，Q 值一般難以做高，頻率穩定度不高，32.768K的晶體穩定度等各方面都不錯，形成了一個工業標準， 比較容易做高。