單片機（Single-Chip Microcomputer）是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術把具有數據處理能力的處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計數器等功能（可能還包括顯示驅動電路、脈寬調制電路、模擬多路轉換器、A/D轉換器等電路）集成到一塊硅片上構成的一個小而*的微型計算機系統(tǒng)，在工業(yè)控制領域廣泛應用。從上世紀80年代，由當時的4位、8位單片機，發(fā)展到現(xiàn)在的300M的高速單片機。

　　單片機的發(fā)展先后經歷了4位、8位、16位和32位等階段。8位單片機由于功能強，被廣泛用于工業(yè)控制、智能接口、儀器儀表等各個領域，8位單片機在中、小規(guī)模應用場合仍占主流地位，代表了單片機的發(fā)展方向，在單片機應用領域發(fā)揮著越來越大的作用。 80年代初，Intel公司推出了8位的MCS-51系列的單片機。

　　單片機硬件特征

　　（1）單片機的體積比較小， 內部芯片作為計算機系統(tǒng)，其結構簡單，但是功能*，使用起來十分方便，可以模塊化應用。

　　（2）單片機有著較高的集成度，可靠性比較強，即使單片機處于長時間的工作也不會存在故障問題。

　　（3） 單片機在應用時低電壓、低能耗，是人們在日常生活中的首要選擇， 為生產與研發(fā)提供便利。

　　（4）單片機對數據的處理能力和運算能力較強，可以在各種環(huán)境中應用，且有著較強的控制能力。

　　單片機控制器介紹：

　　控制器由程序計數器、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，是發(fā)布命令的“決策機構"，即協(xié)調和指揮整個微機系統(tǒng)的操作。其主要功能有：

　　(1) 從內存中取出一條指令，并指出下一條指令在內存中的位置。

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

　　(3) 指揮并控制CPU、內存和輸入輸出設備之間數據流動的方向。

　　微處理器內通過內部總線把ALU、計數器、寄存器和控制部分互聯(lián)，并通過外部總線與外部的存儲器、輸入輸出接口電路聯(lián)接。外部總線又稱為系統(tǒng)總線，分為數據總線DB、地址總線AB和控制總線CB。通過輸入輸出接口電路，實現(xiàn)與各種設備連接。

　　單片機運算器介紹：

　　運算器由運算部件——算術邏輯單元（Arithmetic & Logical Unit，簡稱ALU）、累加器和寄存器等幾部分組成。ALU的作用是把傳來的數據進行算術或邏輯運算，輸入來源為兩個8位數據，分別來自累加器和數據寄存器。ALU能完成對這兩個數據進行加、減、與、或、比較大小等操作，后將結果存入累加器。

　　運算器有兩個功能：

　　(1) 執(zhí)行各種算術運算。

　　(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。

　　運算器所執(zhí)行全部操作都是由控制器發(fā)出的控制信號來指揮的，并且，一個算術操作產生一個運算結果，一個邏輯操作產生一個。

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