什么是單片機(jī)
單片微型計(jì)算機(jī)，簡稱“單片機(jī)”，也叫“MCU”（Micro Controller Unit，微控制器），她不是一臺(tái)機(jī)器，而是一塊集成電路芯片。單片機(jī)是采用超大規(guī)模集成電路把中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、沖斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、AD轉(zhuǎn)換器、通信接口和普通I/O口等集成到一塊硅片上，構(gòu)成的一個(gè)微型的、完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。單片機(jī)的CPU相當(dāng)于PC機(jī)的CPU，單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM相當(dāng)于PC機(jī)的內(nèi)存，單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器ROM相當(dāng)于PC機(jī)的硬盤，單片機(jī)的I/O口相當(dāng)于PC機(jī)的顯卡、網(wǎng)卡、擴(kuò)展卡等的插槽…… 可見，麻雀雖小五臟俱全。
如果說單片機(jī)就是一個(gè)計(jì)算機(jī)你可能不會(huì)認(rèn)同，那么什么是單片機(jī)其實(shí)它和我們用的電腦的在本質(zhì)上沒有區(qū)別，只是他比我們現(xiàn)在用的計(jì)算機(jī)簡單一點(diǎn)，沒有這么復(fù)雜的指令系統(tǒng)，沒有這么高的運(yùn)行速度。其實(shí)最初的計(jì)算機(jī)還比不上現(xiàn)在的單片機(jī)。
什么是單片機(jī)
單片機(jī)就是一塊單片的計(jì)算機(jī)看起來就是一個(gè)黑塊,他把計(jì)算機(jī)正常工作所需要用的設(shè)備接口等全部集成在一個(gè)芯片上，并可以完成一些簡單的工作，這里舉一個(gè)簡單的例子讓你了解單片機(jī)是什么是干什么功能的，比如說你現(xiàn)在把一個(gè)led小燈，接在了單片機(jī)的P1.0引腳上，我們要燈亮就給單片機(jī)一個(gè)setb P1.0的指令，，我們要燈熄滅就給clr p1.0 燈就熄了。
說到這里我們要問到底什么是單片機(jī)呢？他就是一個(gè)電腦，只不過是微型的，麻雀雖小，五臟俱全：它內(nèi)部也用和電腦功能類似的模塊，比如CPU，內(nèi)存，并行總線，還有和硬盤作用相同的存儲(chǔ)器件，不同的是它的這些部件性能都相對我們的家用電腦弱很多，不過價(jià)錢也是低的，一般不超過10元即可......用它來做一些控制電器一類不是很復(fù)雜的工作足矣了
我們現(xiàn)在用的全自動(dòng)滾筒洗衣機(jī)，排煙罩VCD等等的家電里面都有單片機(jī)這個(gè)小東西......它主要是作為控制部分的核心部件，相當(dāng)于一個(gè)人的大腦。
單片機(jī)里面是要運(yùn)行程序的，并且可以修改這個(gè)程序。什么是單片機(jī)程序？他是通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨(dú)特的一些功能，這就相當(dāng)于你先教會(huì)一個(gè)徒弟給他注入你的思想，讓他學(xué)會(huì)幫你去完成一個(gè)工作，那么以后單片機(jī)就會(huì)按照你程序的思路自動(dòng)的去完成所有的工作了。單片機(jī)的通過你編寫的程序可以實(shí)現(xiàn)高智能，高效率，以及高可靠性！
什么是單片機(jī)和普通pc計(jì)算機(jī)的區(qū)別，單片機(jī)它是一種在線式實(shí)時(shí)控制計(jì)算機(jī)，在線式就是現(xiàn)場控制，需要的是有較強(qiáng)的抗干擾能力，較低的成本，這也是和普通計(jì)算機(jī)的的主要區(qū)別。由于單片機(jī)對成本是敏感的，所以目前占統(tǒng)治地位的軟件還是最低級匯編語言，它是除了二進(jìn)制機(jī)器碼以上最低級的語言了，既然這么低級為什么還要用呢？很多高級的語言已經(jīng)達(dá)到了可視化編程的水平為什么不用呢？原因很簡單，就是單片機(jī)沒有家用計(jì)算機(jī)那樣的CPU，也沒有像硬盤那樣的海量存儲(chǔ)設(shè)備。一個(gè)可視化高級語言編寫的小程序里面即使只有一個(gè)按鈕，也會(huì)達(dá)到幾十K的尺寸！對于家用PC的硬盤來講沒什么，可是對于單片機(jī)來講是不能接受的。 單片機(jī)在硬件資源方面的利用率必須很高才行，所以匯編雖然原始卻還是在大量使用。一樣的道理，如果把巨型計(jì)算機(jī)上的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件拿到家用PC上來運(yùn)行，家用PC的也是承受不了的。
當(dāng)今社會(huì)，應(yīng)用單片機(jī)的產(chǎn)品已經(jīng)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒有單片機(jī)的足跡。現(xiàn)在，這種單片機(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，這些都離不開單片機(jī)。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的工程師和科學(xué)家？萍荚桨l(fā)達(dá)，智能化的東西就越多。學(xué)習(xí)單片機(jī)是社會(huì)發(fā)展的必然需求，也是電子愛好者和工程師的必修課。那么現(xiàn)在讓我們了解一下什么是單片機(jī)，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。（概括的講：一塊芯片就成了一臺(tái)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。）
可以說，二十世紀(jì)跨越了三個(gè)“電”的時(shí)代，即電氣時(shí)代、電子時(shí)代和現(xiàn)已進(jìn)入的電腦時(shí)代。不過，這種電腦，通常是指個(gè)人計(jì)算機(jī)，簡稱PC機(jī)。它由主機(jī)、鍵盤、顯示器等組成。還有一類計(jì)算還有一類計(jì)算機(jī)，大多數(shù)人卻不怎么熟悉。這種計(jì)算機(jī)就是把智能賦予各種機(jī)械的單片機(jī)（亦稱微控制器）。 什么是單片機(jī)顧名思義，這種計(jì)算機(jī)的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，即可進(jìn)行簡單運(yùn)算和控制。因?yàn)樗w積小，通常都藏在被控機(jī)械的“肚子”里。它在整個(gè)裝置中，起著有如人類頭腦的作用，它出了毛病，整個(gè)裝置就癱瘓了，F(xiàn)在，這種單片機(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。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)，就能起到使用產(chǎn)品升級的功效，現(xiàn)在有些工廠的技術(shù)人員或其它業(yè)余電子開發(fā)者搞出來的某些產(chǎn)品，不是電路太復(fù)雜，就是功能太簡單且極易被仿制。究其原因，可能就卡在產(chǎn)品未使用單片機(jī)或其它可編程邏輯器件上。
單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域有些什么 ：
1.單片機(jī)在智能儀器儀表中的應(yīng)用；
2.單片機(jī)在工業(yè)測控中的應(yīng)用；
3.單片機(jī)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)中的應(yīng)用；
4.單片機(jī)在日常生活及家電中的應(yīng)用；
5.單片機(jī)在辦公自動(dòng)化方面。
目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄象機(jī)、攝象機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。更不用說自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。
就象它的名字，單片機(jī)，有一塊集成電路組成的計(jì)算機(jī)，在這個(gè)集成的路中包含了處理單元，存儲(chǔ)單元，I/O控制單元等，這里你應(yīng)該了解 什么是單片機(jī)了吧它的作用是把一些常用的的功能或者要實(shí)現(xiàn)的比較復(fù)雜的有嚴(yán)格流程限制的任務(wù)在操作者一次編寫好程序后，可以自動(dòng)的運(yùn)行，達(dá)到簡化操作的目的，并且實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化，同時(shí)它的成本低廉，可以代替大規(guī)模地邏輯電路，不用在為實(shí)現(xiàn)某一種功能而設(shè)計(jì)專用的電路，只用一個(gè)芯片，加上少量的外圍電路合適當(dāng)?shù)某绦蛟O(shè)計(jì)，就可以實(shí)現(xiàn)你所需要的功能。在某些需要運(yùn)算，但是運(yùn)算強(qiáng)度又不高的場合可以通過單片機(jī)來替換電腦，降低成本。
單片機(jī)的CPU（Central Processing Unit，中央處理器）是單片機(jī)的核心部件，由控制單元、算術(shù)邏輯單元和寄存器單元等部分組成，實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算。根據(jù)數(shù)據(jù)總線的寬度和一次可處理的數(shù)據(jù)字節(jié)長度可分為8位CPU、16位CPU和32位CPU等。單片機(jī)的位數(shù)也是根據(jù)單片機(jī)內(nèi)部的CPU位數(shù)決定的，如8位單片機(jī)使用的8位CPU，16位單片機(jī)使用的是16位CPU，以此類推。筆者看到有些書都把單片機(jī)稱作微處理器是不準(zhǔn)確的，微處理器只是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)里的一個(gè)核心部件而已。而單片機(jī)是一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，把它稱為微控制器更準(zhǔn)確些。
單片機(jī)發(fā)展歷史
單片機(jī)自誕生以來，以其性能穩(wěn)定、低電壓低功耗、經(jīng)久耐用、體積小、性價(jià)比高、控制能力強(qiáng)、易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。先后出現(xiàn)了4位單片機(jī)、8位單片機(jī)、16位單片機(jī)、32位單片機(jī)，在這幾類單片機(jī)里最受追捧的是8位單片機(jī)，仍是目前單片機(jī)應(yīng)用的主流。隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，單片機(jī)的功能也越來越強(qiáng)大。
1975年，美國德州儀器公司（TI公司）首次推出4位單片機(jī)——TMS-1000單片機(jī)，標(biāo)志著單片機(jī)誕生。
1976年Intel公司研制出MCS-48系列8位的單片機(jī)，使單片機(jī)發(fā)展進(jìn)入一個(gè)新階段。MCS-48系列單片機(jī)內(nèi)部集成了8位CPU、多個(gè)并行I/O口、8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、小容量的RAM和ROM等，沒有串行通信接口，操作簡單。
1980年，Intel公司在MCS-48系列單片機(jī)的基礎(chǔ)上，推出了MCS-51系列8位高檔單片機(jī)，這就是當(dāng)前大名鼎鼎的“51單片機(jī)”的祖先。MCS-51系列單片機(jī)比MCS-48系列單片機(jī)有明顯提高，內(nèi)部增加了串行通信接口，具備多級中斷處理系統(tǒng)，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器由8位擴(kuò)展為16位，擴(kuò)大了RAM和ROM的容量。MCS-51系列8位單片機(jī)因?yàn)樾阅芸煽、簡單?shí)用、性價(jià)比高而深受歡迎，被譽(yù)為“最經(jīng)典的單片機(jī)”。各高校單片機(jī)教材都是以MCS-51系列8位單片機(jī)為內(nèi)容教授單片機(jī)課程。
1983年，16為單片機(jī)問世，因?yàn)樾詢r(jià)比不理想并未得到普及應(yīng)用，主要應(yīng)用于比較復(fù)雜的控制系統(tǒng)以及早期嵌入式系統(tǒng)。
進(jìn)入90年代之后，隨著集成電路技術(shù)的高速發(fā)展， 32位單片機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，嵌入式系統(tǒng)因此而得到推廣。
單片機(jī)的誕生和應(yīng)用，是控制電路設(shè)計(jì)的一次革命，讓復(fù)雜的控制電路變得簡單，讓使用傳統(tǒng)電路設(shè)計(jì)方法不可行的控制電路變成可行，讓傻瓜產(chǎn)品變成智能產(chǎn)品……，當(dāng)前熱門的DSP技術(shù)和ARM技術(shù)都是單片機(jī)發(fā)展的產(chǎn)物。
應(yīng)用單片機(jī)，就得先學(xué)會(huì)單片機(jī)編程。單片機(jī)編程包括兩項(xiàng)內(nèi)容：一是在開發(fā)軟件上將C語言代碼或匯編語言代碼編譯成hex文件；二是使用相應(yīng)的單片機(jī)程序下載軟件和下載線（編程器）將hex文件下載到單片機(jī)上。單片機(jī)編程語言有兩種：匯編語言和C語言。目前最流行的是C語言。不同的單片機(jī)其開發(fā)軟件是不一樣的，如51單片機(jī)使用的是Keil軟件；PIC單片機(jī)使用的是MPLAB IDE軟件；AVR單片機(jī)使用的是ICCAVR軟件或者AVR Studio軟件，等等。至于單片機(jī)程序下載軟件和下載線（編程器）那就五花八門了，到處都有。當(dāng)程序下載到單片機(jī)后，單片機(jī)的外圍電路滿足要求時(shí)，程序便被執(zhí)行，單片機(jī)就永不停歇的跑起來了。
編輯：admin 最后修改時(shí)間：2018-05-08
