第1課 單片機概述

　在解釋什么是單片機前，我們先來(lái)看看我們日常生活人人都見(jiàn)到過(guò)的微型計算機系統，如圖1所示，一個(gè)完整的計算機系統主要包括顯示器、主機、鍵盤(pán)和鼠標四大組成部分。

圖1　微型計算機系統組成

當然這里所說(shuō)的計算機系統由上面四大部分組成，并不嚴謹，實(shí)際上上面四部分應該說(shuō)是計算機系統硬件系統，除了硬件系統外，要讓計算機發(fā)揮其強大的功能還必須得加上各種各樣的軟件系統，如windows、 office等，完整的計算機系統內部結構如圖2所示。

　

圖2　微型計算機系統內部結構圖

現在我們可以這樣給計算機下定義：一臺完整的且能正常工作的計算機要有這樣幾個(gè)部份構成：CPU（進(jìn)行運算、控制）、RAM（數據存儲）、ROM（程序存儲）、輸入/輸出接口（例如：串行口、并行輸出口等）、輸入／輸出設備（鼠標、鍵盤(pán)、顯示器等），當然還應加上各種各樣的軟件系統。在個(gè)人計算機上其中CPU、RAM、ROM（程序存儲）、輸入/輸出接口被分成若干塊芯片，安裝在一塊的印刷線(xiàn)路板上，我們稱(chēng)之為主板。

有了上面的理解，我們就可以正式引出單片機概念了。我們把主板上的CPU、RAM、ROM、輸入/輸出接口全部集成在一塊微型的集成電路芯片上，就構成了單芯片微型計算機，簡(jiǎn)稱(chēng)為單片機，如圖3所示。

圖3　單片機應用系統示意圖

這里要補充幾點(diǎn)，

一、單片機畢竟和計算機的應用方面不同，除了集成了CPU、RAM、ROM、輸入/輸出接口外，根據單片機各類(lèi)的不同，還有可能會(huì )集成另外的一些模塊，如定時(shí)器、中斷系統、AD、PWM等。

二、和計算機一樣，光有主板，是不能完成任何功能的，單片機要完成相應的功能，還得加上輸入設備（如按鍵、傳感器等）、輸出設備（數碼管、1602、12864液晶等）以及最為重要的部分程序。前面的單片機和輸入設備、輸出設備我們稱(chēng)為單片機系統的硬件系統、后者程序我們軟件系統，也就是一個(gè)單片機應用系統由硬件系統和軟件系統共同組成，硬件是基礎，軟件是在硬件的基礎上對單片機的各種資源進(jìn)行合理的調配和使用，從而完成系統所要求的任務(wù)，二者相輔相成，缺一不可。三、一個(gè)單片機應用系統除了單片機自身外，其它所有的硬件系統和軟件系統都需要設計人員自行設計，我們把這部分人稱(chēng)之外單片機設計工程師。

下面給單片機正式下個(gè)定義：在一塊集成電路芯片上集成了CPU、存儲器(RAM、ROM) CPU、RAM、ROM（程序存儲）、輸入/輸出接口電路等，從而組成了單芯片微型計算機、簡(jiǎn)稱(chēng)單片機，也就是單片機實(shí)際是一種類(lèi)內部集成了計算機核心技術(shù)的智能芯片（或者說(shuō)計算機、電腦和集成電路等都可以）。

這里需要注意的是盡管單片機和日常用的計算機在內部結構上有很多相似的地方，但還是有很多的不同。通用計算機系的技術(shù)要求是高速、海量的數值計算−技術(shù)發(fā)展方向是總線(xiàn)速度的無(wú)限提升,存儲容量的無(wú)限擴大。嵌人式計算機（單片機）要求則是對象的智能化控制能力。技術(shù)發(fā)展方向是與對象系統密切相關(guān)的嵌人性能、控制能力與控制的可靠性。

2、單片機有什么用

說(shuō)到單片機應用，那可就太多了，曾經(jīng)有人這樣說(shuō)過(guò)“凡是能夠想到的地方，單片機都可以用上”，這句話(huà)其實(shí)一點(diǎn)都不夸張，全世界單片機的年產(chǎn)量數以?xún)|計，據有關(guān)人士預測，到2016年，全世界單片機的年產(chǎn)量將達到200億之多。單片機應用范圍之廣、花樣之多，短時(shí)間也不可能祥述，這里先列舉幾個(gè)簡(jiǎn)單的例子。