單片機的定義

單片機（Microcontrollers）是一種集成電路芯片，是采用超大規模集成電路技術把具有數據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I/O口和中斷系統、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完善的微型計算機系統，在工業控制領域廣泛應用。從上世紀80年代，由當時的4位、8位單片機，發展到現在的300M的高速單片機。

單片機的硬件特性

1、主流單片機包括CPU、4KB容量的RAM、128KB容量的ROM、2個16位定時/計數器、4個8位并行口、全雙工串口行口、ADC/DAC、SPI、I2C、ISP、IAP。

2、系統結構簡單，使用方便，實現模塊化；

3、單片機可靠性高，可工作到10^6~10^7小時無故障；

4、處理功能強，速度快。

5、低電壓，低功耗，便于生產便攜式產品

6、控制功能強

7、環境適應能力強。

單片機的種類

4位單片機

4位單片機結構簡單，價格便宜，非常適合用于控制單一的小型電子類產品，如PC機用的輸入裝置（鼠標、游戲桿）、電池充電器、遙控器、電子玩具、小家電等。

8位單片機

8位單片機是目前品種最為豐富、應用最為廣泛的單片機，目前，8位單片機主要分為51系列及和非51系列單片機。51系列單片機以其典型的結構，眾多的邏輯位操作功能，以及豐富的指令系統，堪稱一代“名機”。

16位單片機

16位單片機操作速度及數據吞吐能力在性能上比8位機有較大提高。目前，應用較多的有TI的MSP430系列、凌陽SPCE061A系列、Motorola的68HC16系列、Intel的MCS-96/196系列等。

32位單片機

與51單片機相比，32位單片機運行速度和功能大幅提高，隨著技術的發展以及價格的下降，將會與8位單片機并駕齊驅。32位單片機主要由ARM公司研制，因此，提及32位單片機，一般均指ARM單片機。嚴格來說，ARM不是單片機，而是一種32位處理器內核，實際中使用的ARM芯片有很多型號，常見的ARM芯片主要有飛利浦的LPC2000系列、三星的S3C/S3F/S3P系列等。

單片機8位和16位是怎么區分的

8位單片機的數據總線寬度為8位，通常直接只能處理8位數據；16位單片機的數據總線寬度為16位，通常可直接處理8位或16位數據。

最本質的區別是內部CPU的字長不同，即CPU處理數據的最大位數不同，有8位和16位CPU的區別，你可以認為是ALU、寄存器的字長等。有的32位DSP芯片其外部接口數據總線是16位的，根據這個來判斷是不行的

速度上有區別，取決于CPU、寄存器的字長。8位單片機不能直接處理16位數據，要按照8位數據來處理，要分幾個過程來完成。而16位單片機，可直接處理16們數據，因為其ALU，寄存器等都是16位的，可一次完成8位單片機要多步完成的動作，特別是對于數據處理，16位單片機有它的優勢。而且16位單片機大多數據接口都為16位。

簡單的說就是16位的比8位快，8位的單片機發展時間長，且價格偏低。最重要的是在許多的應用場合能夠勝任開發的任務。16位的單片機在功能上要比8位的強大很多，只在需要的場合使用。

在做運算時最能體現了它們兩者之間的區別了。比如400+500這個對8位單片機而言要做2次8位加法運算并整合（2^8=2568位單片機數據處理一次最大只能是255），而16位單片機只要一次就可以了因為2^16=65536400和500均遠遠小于這個數。

單片機的應用

1、在家用電器領域的應用

現在在家用電器的更新、市場開拓等方面，單片機的應用越來越廣泛，比如電子玩具或者高級的電視游戲機中，會應用單片機實現其控制功能;而洗衣機可以利用單片機識別衣服的種類與臟污程度，從而自動選擇洗滌強度與洗滌時間;在冰箱冷柜中采用單片機控制可以識別食物的種類與保鮮程度，實現冷藏溫度與冷藏時間的自動選擇;微波爐也可以通過單片機識別食物種類從而自動確定加熱溫度與加熱時間等等，這些家用電器在應用單片機技術后，無論是性能還是功能，與傳統技術相比均有長足的進步。

2、在醫用設備領域的應用

現代醫療條件越來越發達，人們對醫療滅菌消毒技術也越來越重視，但是一些偏遠地區的小醫院、小診所其消毒滅菌設備還十分簡陋，無法有效的控制消毒質量。隨著單片機技術的發展，其體積較小、功能強大、具有靈活的擴展性、應用方便的特點也越來越突出，因此在醫用呼吸機、分析儀與監護儀、超聲診斷設備、病床呼叫系統等設備中得到了廣泛的應用。

3、在工業控制領域的應用

其實最早的單片機正是從工業領域開始興起的，至今其在工業控制領域的應用仍然十分廣泛，利用單片機技術構成多種多樣的數據采集系統與智能控制系統，比如工廠流水線的智能化管理、智能化電梯、報警系統等等，均是通過單片機技術與計算機聯網構成二級控制系統。

4、在儀器儀表領域的應用

單片機具備集成度高、體積小、較強的控制功能與擴展的靈活性等特點，并且處理速度快，具有較高的可靠性，所以在智能儀器儀表領域其應用也十分廣泛。從某種程度而言，單片機帶動了傳統測量、控制儀器儀表技術的一項革命，通過單片機技術實現了儀器儀表技術的數字化、智能化、綜合化以及多功能化，與傳統的電子電路或者數字電路相比，其功能更強大，綜合性更突出。