51单片机使用Keil工具辅助开发，软件下载地址(官方网站下载填写信息):Keil Embedded Development Tools for Arm, Cortex-M, Cortex-R4, 8051, C166, and 251 processor families.
注：Keil5 C51和Keil5 MDK两者都有区别Keil但前者是用来开发51单片机的，后者是用来开发的ARM系列，比如STM32的。
另外，为了将电脑上写的可执行程序下载到单片机中，需要使用USB常用的转串口工具，如stc官方提供的stc-isp安装相应的驱动程序后使用工具。通常，提供单片机的制造商会根据stc-isp设计更有针对性的下载器，如普中科技pz-isp下载器。
时钟
统一时钟节拍 (1)这里有一个概念叫做同步。同步是指许多独立的部分按照相同的节奏移动，以实现合作。 (2)与同步相对的概念叫异步，异步是各自做的。 (3)单片机各模块同步工作，CPU和存储器和IO通过统一的节拍与单片机中的其他模块同步工作，这是单片机的时钟。 （4）此时钟节拍对单片机非常重要。单片机只能在一个时钟节拍中做一件事。因此，如果单片机想找到一些变化或做一些事情，最小时间单元是一个时钟节拍。单片机的时间单元是时钟节拍的整数倍。 (5)单片机CPU、存储器、IO以时钟节拍为动作节拍，所以单片机是同步系统。 (6)时钟周期的长度(时钟节拍的速度)影响单片机的速度，所以这个时钟被称为单片机的主频。主频越高，性能越高，一般PC的主频都是2G多3G多，51单片机主频MHz等级。一般手机CPU的主频也在1G-2G左右。一般高级单片机，如STM32的主频在百MHz级别。
为什么需要时钟，请参考这些文章：
时钟脉冲是什么，CPU为什么需要时钟，时钟信号是如何产生的？_@HDS的博客-CSDN博客_时钟脉冲
了解单片机中的时钟：_星空闪耀&的博客-CSDN博客_什么是单片机时钟？
为什么单片机需要时钟系统，时钟信号在单片机中扮演什么角色？_weixin_30329623的博客-CSDN博客
内部外设
外设和内外设 什么是外设 (1)外设英文名称peripheral，整个过程是外部设备。单片机中的模块 (2)单片机除三个部件外（CPU、IO、除了存储器，还有其他东西，比如串口控制器，比如I2C控制器等····这些东西就叫外设。 (3)早期单片机功能很弱，没有很多功能(比如中断功能，比如串口通信功能)，所以我们用单片机做产品，只能在外面扩展一些专用芯片(中断控制有中断控制器芯片，串口通信我们有串口通信芯片)，和单片机结合电路板上用导线连接)。本产品设计的核心部分是单片机，外部配合的这些特殊芯片是外部设备，简称外设。 （4）后来，随着半导体工业的发展和演变，集成电路的集成能力越来越强。我们只是直接将一些常用的外设集成到单片机中。因此，单片机中有一些原本被称为外设的东西，但名称仍然遵循初始名称。
内外设是什么？ (1)为了区分外设，我将集成到单片机中的外设称为内部外设。 (2)还有外设，就是那些还在外面的外设还没有集成到单片机内部。
芯片和电路板
单片机和电路板 什么是电路板？（PCB printed circuit board，印刷电路板) (1)PCB板 = 基板(绝缘) 电路 (2)作用：PCB其功能是骨架和连接。最终目的是根据正确的电路图连接所有原件，形成一个完整的工作电路。 (3)成分和材料，常用的基板材料是FR(玻璃纤维)，PCB板材由多层组成(单板、双板、四板、八板、12层、16层、24层) (4)印刷电路实际上是在不导电的基板表面印刷一层导电材料形成电路。最后形成的是内芯不导电FR4.外面有一层铜构成电路（标准术语称为铜），为了避免铜氧化或外部导电，刷墨水暴露焊接点（焊接点一般有两种：一种是针，一种是片），焊接点是铜，但我们通常做镀锡方便焊接。 (5)PCB板实际上是硬件电路(原件和电路设计)的载体。
什么是芯片 (1)芯片是半导体技术形成的电路，外壳是塑料绝缘壳，内电路通过芯片引脚连接外电路。
芯片与电路板的关系： （1）相似之处。芯片实际上是一个微型电路板。这两件事本身完全相同。在早期阶段，只有电路板没有芯片。后来，在半导体技术的发展之后，有了微型设备，所以人们直接使用半导体技术形成了一些电路IC。 (2)不同点。 (3)我们应该如何整体设计电子产品？现代设计方案都是芯片 电路板。所有能做芯片的人都可以做（趋势越来越多）。如果你真的不能做芯片，你必须把它放在外面。原产品，如老式大屁股电视主板非常大，而新型智能电视主板是大芯片 外围设备很少。 (4)单片机开发板其实是PCB板主板 单片机芯片 其他芯片 其它外围电路元件一般由电子产品的结构组成。
单片机系列
STC|STC单片机|STC芯片|STC宏晶科技授权的STC代理商
单片机的发展历史_宋哥的博客-CSDN博客_单片机的发展历史
现代意义上的51单片机 (1)51单片机不仅仅是Intel更多的是其他厂家的兼容51单片机，比如Atmel的AT89C此外，国际上还有51Philips（NXP恩智浦半导体公司)，Dallas（DS1302、DS18B20)，华邦，西门子，Silabs（C8051F系列)等生产的兼容型51。 （2）不同制造商的兼容51单片机会存在一些差异，因为不同的半导体公司有自己独特的技术，他将结合自己的技术和8051的核心，制造一些不同于其他公司的兼容51单片机。 (2)宏晶科技是中国最大、最知名、最有竞争力的科技STC51系列。
51单片机系列 缺点：性能低，普通 优势：IP免费，性价比高(理性思维应该是性能尽可能低)
PIC单片机系列
PIC是16位&32位单片机性能高，最大优势是工业应用 PIC是典型的RISC架构 PIC性价比不高，PIC还有另一个我们必须理解的特点，即PIC台湾省生产的一堆山寨替代品(易隆、十速等。)在一定程度上弥补了低性价比的缺陷。
PIC最大的特点是不搞简单的功能积累，而是从实际出发，注重产品的性能和价格比，通过开发各种型号来满足不同层次的应用要求。一般功能更有针对性，引脚更少。
AVR单片机系列
AVR是atmel除51系列公司外，（AT89C51)还有其他32位单片机。 一开始AVR在中国很受欢迎，用途很多。但后来(2010年左右)AVR渠道有问题，市场AVR严重缺货AVR用的很少。 学习时建议跳过AVR。
MSP430、STM8等
许多半导体制造商都有自己的单片机系列，各有特点，但比例不是特别大。MSP430功耗低。
ARM Cortex-M单片机系列
ARM公司的单片机主要是Cortex-M例如，系列M0、M3、M4、M7，ARM单片机具有性能高、结构合理、功耗低、发展方向主流的特点。
单片机，英语Micro Controller Unit，简称MCU，内部集成了CPU、RAM、ROM、计算机常用的硬件功能，如定时器、中断系统、通信接口等。
单片机的任务是信息采集(依赖传感器)和处理(依赖传感器)CPU）和硬件设备(如电机，LED等)控制。
与计算机相比，单片机是一个口袋版本的计算机，一个芯片可以形成一个完整的计算机系统。但在性能方面，它与计算机相去甚远，但单片机成本低、体积小、结构简单，在生活和工业控制领域得到了广泛的应用。同时，学习使用单片机是了解计算机原理和结构的最佳选择。
总结:目前单片机实际使用的思路是:51低价低性能。PIC（包括山寨PIC），性能高，性价比高ARM Cortex-M系列。
STC51单片机
STC: 32位 8051 单片机创新者， ISP/IAP 技术创新者，中国有为:除了胜利，我们别无选择
所属系列：51单片机系列
公司：STC公司
位数：8位
RAM：512字节
ROM：8K（Flash）
工作频率：12MHz(使用本开发板)
STC51的特点： (1)1T单片机。早期的典型的51单片机外部接12MHz晶振，内部电路对12MHz的原始时钟进行12分频变成1MHz的时钟给CPU，所以早期典型的51内核的主频是1MHz。后来工艺改良了单片机也设计也改良了，CPU可以耐受的主频提升了，所以制造出了所谓的6时钟周期51单片机（6分频，主频2MHz）和1时钟周期的51单片机（1分频，主频12MHz，叫1T单片机）。所以1T单片机就是高性能51单片机。 (2)ISP/IAP支持，就是在系统编程/在线编程。早期的51单片机需要在专门的烧录器上面来烧录（早期是先把芯片固定到烧录器的架子上把程序烧录进去，然后再把经过烧录程序后的芯片焊接到电路板上出货），这样子如果产品程序升级就要把芯片从电路上焊接下来然后放到烧录器去重新烧录新的程序，然后再焊接上去；后来发明了一种更加方便的方式，CPU支持直接在电路板（产品）上的烧录程序，这就叫在系统编程ISP。这就方便了程序的烧录和升级。我们现在的51单片机都是ISP的，因此我们后续学习烧录程序不需要专门的烧录器，而是在开发板上直接通过USB线和串口线来进行烧录的。 (3)超高性价比 (4)稳定性、抗干扰性经过实践检验。 ISP就是in-system programming（在系统烧录，在系统编程）。以前要烧录代码bin文件到单片机内部的flash中是需要借助专用的烧录器的，比较麻烦。后来我们就需要一种不用烧录器也不用把单片机从板子上卸下来的烧录方法，这种方法就是ISP。一般ISP都是PC机通过串口把bin/hex文件直接isp到单片机内部flash中，比如利用J_LINK或者USB转TTL进行烧录。
IAP就是in-application programming（在应用编程，在应用烧录，在线升级），IAP的核心是用户需要在自己的应用程序中去操作单片机内部flash的控制器的寄存器，实现对内部flash的烧录功能。然后IAP的时候用户程序通过串口（usb、ethernet）来接收PC发送过来的bin/hex文件，然后将之烧录到内部flash中去完成IAP。完成后再次启动后就会从用户存储器区执行，更新就会起效果。一般实现iAP需要人为的将用户存储器区分为2部分：bootloader+app，很多嵌入式产品的后续升级采用这种方式。
(1)仿真器。早期开发单片机软件时的辅助设备，早期的单片机很多只能烧录一次，或者不提供调试功能，软件开发难度很大。后来单片机厂商就专门发明了一个设备叫仿真器，仿真器能够仿真出单片机的效果，可以用来调试程序。所以那时候买了单片机之后还要买仿真器，用仿真器来开发，好了后烧录到单片机中运行。 缺陷：1、一个仿真器对应1个单片机型号。2、仿真器很贵。 (2)因为仿真器很贵，所以有些公司开发出了软件仿真器，叫软仿真。譬如keil中就自带了软件仿真功能。 (3)后来仿真器被放弃，升级成了调试器。调试器的思路是：程序开发还是在单片机中，只不过我们用一个专用的调试器可以在单片机中直接完成仿真。典型的调试器如Jlink。调试器比仿真器来说更便宜，所以是更好的解决方案。现在的单片机大多都支持调试器方案。 (4)有时候开发程序并不使用调试器进行单步调试，而是直接开放了程序后通过串口将程序下载到单片机中（ISP方式下载）去运行，然后根据运行的现象来直接判断定位问题，然后解决问题，最后完成程序软件开发。这种方式下不需要专用的硬件仿真器和调试器，有时候会配合使用软件仿真功能。还可以配合使用串口打印，或者LED灯的指示等方式来进行调试。 总结：3和4是我们现在开发软件的主流方法。相对来说，没经验的人更喜欢3（有经验的喜欢4）；越往后（单片机到嵌入式到物联网）3用的越少，4用的越多； 我们课程的方向是：51单片机阶段用软件仿真结合ISP下载方式来调试程序，STM32学习阶段是调试器和ISP下载两种方式相结合，到了嵌入式阶段就又回到4的方式，以后往后都不会再用Jlink等调试器了。
(1)STC89/90系列。最早就是89系列，89系列就是典型的传统的51单片机，参照的是AT89C51。STC现在用90系列来替代了89系列。89/90系列属于低端51，价格很低，性能很低。但是用来学习很适合。 (2)STC11、12、15系列，都属于1T单片机，都属于新式的51单片机，性能偏高，配置有高有低，价格也不同。这三个的差异是：11系列最早，然后是12，最新的是15.越往后工艺越新，配置可选择性越多，性价比越高。所以如果做项目推荐使用最新系列的。
做项目时如何选型主控单片机？ 行业 价格（有些价低出货量大的行业对价格很敏感） 配置 资源（资料、代码、技术支持等） 自我技能（尤其是技术总监的个人技能经验）
管脚定义
(1)电源等管脚、单片机上面有一些管脚是用来支持单片机工作的，譬如VCC和GND、RST等，这些引脚和编程无关，程序也无法操控这些引脚。这些引脚软件工程师不用管，硬件工程师很在意。 (2)IO端口。IO端口是单片机和外部电路进行交互的窗口，外部电路通过IO向单片机内部输入(input)信息，单片机通过IO端口向外部输出(output)信息。单片机中大部分的引脚都是IO（P开头的引脚都是IO），将来单片机内部的程序运行就会通过操作这些IO来和外部电路交互，从而实现程序目的。 (3)管脚复用。普通引脚是一个引脚只有一个名字，一种作用；有些引脚有2个名字（譬如P3.0/RxD），这种引脚就有2种作用（意思不是说这个引脚可以同时做2件事情，而是说这个引脚在不同的时候可以工作在不同的2种模式下），可以通过软件编程让这个引脚在某个时间工作在某种模式下。一个引脚的2种模式之间没有关联，配置工作在A模式下则和B模式一点关系都没有。 为什么要管脚复用？纯粹是为了省引脚。
(4)IO的组织形式。首先一个单片机的众多IO分为多个端口（port），一个端口由若干个IO引脚（很多时候都是8个）组成。可以理解为一个端口就是一组IO引脚。