什么是單片機

單片機是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)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IO口和中斷系統(tǒng)、定時器／計數(shù)器等功能（可能還包含顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、AD轉(zhuǎn)換器等）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的微型計算機系統(tǒng)。

單片機誕生于1971年，經(jīng)歷了SCM、MCU、SoC三大階段，早期的SCM單片機都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8051，此后在8051上發(fā)展出了MCS51系列MCU系統(tǒng)。單片機已經(jīng)從20世紀80年代的4位、8位單片機，隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開始出現(xiàn)了16位單片機，發(fā)展到現(xiàn)在運行速度可以媲美電腦CPU的高速單片機。

單片機分類

單片機作為計算機發(fā)展的一個重要分支領(lǐng)域，根據(jù)發(fā)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：80C51式通用型單片機，它不是為某種專門用途設(shè)計的；專用型單片機是針對一類產(chǎn)品甚至某一個產(chǎn)品設(shè)計生產(chǎn)的，例如為了滿足電子體溫計的要求，在片內(nèi)集成ADC接口等功能的溫度測量控制電路。

總線型：總線型單片機普遍設(shè)置有并行地址總線、 數(shù)據(jù)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(shè)接口集成一片內(nèi)，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：一般工控型尋址范圍大，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(shè)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。

單片機的基本結(jié)構(gòu)

運算器由算術(shù)邏輯單元、累加器和寄存器等幾部分組成。

運算器有兩個功能：

（1） 執(zhí)行各種算術(shù)運算。

（2） 執(zhí)行各種邏輯運算，并進行邏輯測試，如零值測試或兩個值的比較。

控制器由程序計數(shù)器、指令寄存器、指令譯碼器、時序發(fā)生器和操作控制器等組成，其主要功能有：

（1） 從內(nèi)存中取出一條指令，并指出下一條指令在內(nèi)存中的位置。

（2） 對指令進行譯碼和測試，并產(chǎn)生相應(yīng)的操作控制信號，以便于執(zhí)行規(guī)定的動作。

（3） 指揮并控制CPU、內(nèi)存和輸入輸出設(shè)備之間數(shù)據(jù)流動的方向。

主要寄存器

（1）累加器A

（2）數(shù)據(jù)寄存器DR

（3）指令寄存器IR和指令譯碼器ID

（4）程序計數(shù)器PC

（5）地址寄存器AR