什么是單片機

單片微型計算機，簡(jiǎn)稱(chēng)“單片機”，也叫“MCU”（Micro Controller Unit，微控制器），她不是一臺機器，而是一塊集成電路芯片。單片機是采用超大規模集成電路把中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、沖斷系統、定時(shí)器/計數器、AD轉換器、通信接口和普通I/O口等集成到一塊硅片上，構成的一個(gè)微型的、完整的計算機系統。單片機的CPU相當于PC機的CPU，單片機的數據存儲器RAM相當于PC機的內存，單片機的程序存儲器ROM相當于PC機的硬盤(pán)，單片機的I/O口相當于PC機的顯卡、網(wǎng)卡、擴展卡等的插槽…… 可見(jiàn)，麻雀雖小五臟俱全。

單片機的CPU（Central Processing Unit，中央處理器）是單片機的核心部件，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)現邏輯運算。根據數據總線(xiàn)的寬度和一次可處理的數據字節長(cháng)度可分為8位CPU、16位CPU和32位CPU等。單片機的位數也是根據單片機內部的CPU位數決定的，如8位單片機使用的8位CPU，16位單片機使用的是16位CPU，以此類(lèi)推。筆者看到有些書(shū)都把單片機稱(chēng)作微處理器是不準確的，微處理器只是計算機系統里的一個(gè)核心部件而已。而單片機是一個(gè)完整的計算機系統，把它稱(chēng)為微控制器更準確些。

單片機自誕生以來(lái)，以其性能穩定、低電壓低功耗、經(jīng)久耐用、體積小、性?xún)r(jià)比高、控制能力強、易于擴展等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應用于各個(gè)領(lǐng)域。先后出現了4位單片機、8位單片機、16位單片機、32位單片機，在這幾類(lèi)單片機里最受追捧的是8位單片機，仍是目前單片機應用的主流。隨著(zhù)電子技術(shù)的迅速發(fā)展，單片機的功能也越來(lái)越強大。

1975年，美國德州儀器公司（TI公司）首次推出4位單片機——TMS-1000單片機，標志著(zhù)單片機誕生。

1976年Intel公司研制出MCS-48系列8位的單片機，使單片機發(fā)展進(jìn)入一個(gè)新階段。MCS-48系列單片機內部集成了8位CPU、多個(gè)并行I/O口、8位定時(shí)器/計數器、小容量的RAM和ROM等，沒(méi)有串行通信接口，操作簡(jiǎn)單。

1980年，Intel公司在MCS-48系列單片機的基礎上，推出了MCS-51系列8位高檔單片機，這就是當前大名鼎鼎的“51單片機”的祖先。MCS-51系列單片機比MCS-48系列單片機有明顯提高，內部增加了串行通信接口，具備多級中斷處理系統，定時(shí)器/計數器由8位擴展為16位，擴大了RAM和ROM的容量。MCS-51系列8位單片機因為性能可靠、簡(jiǎn)單實(shí)用、性?xún)r(jià)比高而深受歡迎，被譽(yù)為“最經(jīng)典的單片機”。各高校單片機教材都是以MCS-51系列8位單片機為內容教授單片機課程。

1983年，16為單片機問(wèn)世，因為性?xún)r(jià)比不理想并未得到普及應用，主要應用于比較復雜的控制系統以及早期嵌入式系統。

進(jìn)入90年代之后，隨著(zhù)集成電路技術(shù)的高速發(fā)展， 32位單片機應運而生，嵌入式系統因此而得到推廣。

單片機的誕生和應用，是控制電路設計的一次革命，讓復雜的控制電路變得簡(jiǎn)單，讓使用傳統電路設計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……，當前熱門(mén)的DSP技術(shù)和ARM技術(shù)都是單片機發(fā)展的產(chǎn)物。

應用單片機，就得先學(xué)會(huì )單片機編程。單片機編程包括兩項內容：一是在開(kāi)發(fā)軟件上將C語(yǔ)言代碼或匯編語(yǔ)言代碼編譯成hex文件；二是使用相應的單片機程序下載軟件和下載線(xiàn)（編程器）將hex文件下載到單片機上。單片機編程語(yǔ)言有兩種：匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言。目前最流行的是C語(yǔ)言。不同的單片機其開(kāi)發(fā)軟件是不一樣的，如51單片機使用的是Keil軟件；PIC單片機使用的是MPLAB IDE軟件；AVR單片機使用的是ICCAVR軟件或者AVR Studio軟件，等等。至于單片機程序下載軟件和下載線(xiàn)（編程器）那就五花八門(mén)了，到處都有。當程序下載到單片機后，單片機的外圍電路滿(mǎn)足要求時(shí)，程序便被執行，單片機就永不停歇的跑起來(lái)了。