作者: duye.chen

單晶片(Single Chip)，又稱微控制器(Microcontroller,µC)是我一直在探索與研究的領域之一。我記得與他的初次見面是在國二的樣子，至於發現過程是如何…這我還得要想想，似乎是因為書本上提到這玩意的關係而使我去找尋與研究。

總之，這東西現在是我專研的領域之一，同時也是我學習組合語言的開始。

最初的我接觸到的單晶片是由Atmel所出產的 89C51 這顆IC，當時單價約50元，算是我那時接觸電子領域買過最昂貴的材料，而他的燒錄器也他X的貴(只能燒C51/52的要800)，真是…坑人嘛!

不過C系列的時代流行過好長一段時間後，就進入了S系列，也就是現在常見的 89S51/S52 ，而其燒錄方式改為成本較低廉ISP燒錄方式，只需要幾條線與一個軟體便可達成，同時，也因為燒路線少，所需零件相對的也少，DIY上也方便，很適合初入門的人學習用。

記得當時一直看到8051這四個數字，查詢後發現，原來8051是Intel於1981年生產販售的產品，其內含有:

• 8 位元 CPU
• 4KB 內部程式記憶體，最大可擴充至 64KB。
• 128Bytes 內部資料記憶體，最大可擴充至 64KB。
• 具有邏輯代數運算功能（位元邏輯）。
• 4 組可位元定址的 I/O 埠〈P0、P1、P2、P3〉。
• 2 組16位元計時／計數器〈T0、T1〉。
• 5 個中斷源〈INT0、INT1、T0、T1、RXD、TXD〉。
• 1 組全雙工串列埠〈UART〉。

 

與89C51、89S51的規格幾乎是一模一樣，只是燒錄方式與特性不同。不過Atmel生產的這些IC是從8051的圓形下去進行開發與改良，所以大家喜歡稱這些IC為8051，因為相容嘛！

接下來，先帶大家看看這顆擁有40隻腳的黑色蜈蚣IC的接腳功能。

• VCC：接正電源5V。8051的能量來源
• GND：接地。他的排泄口(誤)
• PORT0：可做一般I/O使用，當作輸入或輸出時應在外部接提升電阻，外部記憶體擴充時，當作資料匯流排（D0~7）及位址匯流排（A0~7）。
• PORT1：一般I/O使用，內部設有提升電阻。
• PORT2：一般I/O使用，內部也有提升電阻，外部記憶體擴充時，當作位址匯流排（A8~15）使用。
• RST：晶片重置信號輸入腳，只要輸入一高電位脈衝，大於2個機械週期，就可以完成重置動作。戳一下遊戲
• ALE/PROG：接外部記憶體時，位址栓鎖致能輸出脈衝，利用此信號將位址栓鎖住，以便取得資料碼未接外部記憶體時，有1/6石英晶體的振盪頻率，可做為外部時脈在燒錄PROM時，此接腳也是燒錄脈波之輸入端。
• PSEN：當作程式儲存致能外部程式記憶體之讀取脈波，在每個機械週期會動2次，外接ROM 時， 與ROM 的／OE 腳連接。
• EA/VPP：接高電位時，讀取內部程式記憶體；接低電位時，讀取外部程式記憶體。欲燒錄內部EPROM 時，利用此腳接收21伏特之燒錄供應電壓。
• XTAL1, XTAL2：接石英晶體振盪器，工作機械週期=石英晶體／12。他的手錶

看完以上超級多的文字後，我相信各位一定對這東西還是一知半解，這不用否認，因為我當初看完這些東西只是一臉疑惑…不過當時的我並沒有相當完整的電腦知識，所以RAM、ROM、KB、位元…這些東西我完全，不懂。哈哈哈哈哈！

稍稍解釋一下這幾個名詞好了。

RAM 即 Random-access memory 的縮寫，中文解釋是「隨機存取記憶體」，用來儲存資料用，這些資料是CPU在運行所需的東西，大部分是程式碼片段的機械語言以及運算過程中的暫存資料。

ROM 則是唯讀記憶體 (Read-only Memory)，是存放程式碼的地方，也就是說，你寫的程式轉成機械碼之後所存放的地方，目前以EEPROM、Flash ROM為主流。

那麼，

單晶片能幹嘛? 能吃嗎?

單晶片是科技半導體的產物，簡單說就是一種奇怪的石頭(晶體)，所以是不能吃的。

只是，當你會運用這種長相怪異、路邊撿不到的石頭的時候，他就有機會為你製造鈔票來讓你買東西吃。至於買來的東西好不好吃…我只能說，看個人喜好囉~

其實，單晶片應用的範圍很廣，在你生活周遭就有單晶片的存在。離你最近的就是你現在正在用的這台電腦，它的內部就有數顆類似的晶片正在運作著，然後你手上握著的滑鼠，內部也有一顆單片，然後你正在敲打的鍵盤底下也有一顆，證據還不夠嗎? 那麼你身上的MP3 Player、房間的CD音響組、DVD撥放器、電視機…你生活周遭幾乎都有單晶片的影子存在，你說，這東西不能吃嗎? 只是吃法不同罷了。

之後因為技術的成熟與提升，單晶片不再是簡單的8位元的慢速晶片了，目前已有更快的16位元以及32位元的晶片問世，且其內的功能更加的強大！其中32位元的單晶片通常是用來做嵌入式系統，舉個最簡單也最常見的例子，就是你經常用的，手機。

如何? 是不是很驚人呢? 這樣的小東西居然創造了如此多的產品，不過最終的功臣並不是他，而是具有更高度智慧的人類，不然就算有這樣的東西，沒人去思考如何應用，它終究只是一塊石頭…

本文參考資料: http://zh.wikipedia.org/wiki/8051

真的很高興遇見你，89C51。