單片機(jī)的定義

單片機(jī)（Microcontrollers）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(jī)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(shù)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的微型計算機(jī)系統(tǒng)，在工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。從上世紀(jì)80年代，由當(dāng)時的4位、8位單片機(jī)，發(fā)展到現(xiàn)在的300M的高速單片機(jī)。

單片機(jī)的硬件特性

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

2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，實現(xiàn)模塊化；

3、單片機(jī)可靠性高，可工作到10^6~10^7小時無故障；

4、處理功能強(qiáng)，速度快。

5、低電壓，低功耗，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品

6、控制功能強(qiáng)

7、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)。

單片機(jī)的種類

4位單片機(jī)

4位單片機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，非常適合用于控制單一的小型電子類產(chǎn)品，如PC機(jī)用的輸入裝置（鼠標(biāo)、游戲桿）、電池充電器、遙控器、電子玩具、小家電等。

8位單片機(jī)

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

16位單片機(jī)

16位單片機(jī)操作速度及數(shù)據(jù)吞吐能力在性能上比8位機(jī)有較大提高。目前，應(yīng)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(jī)

與51單片機(jī)相比，32位單片機(jī)運行速度和功能大幅提高，隨著技術(shù)的發(fā)展以及價格的下降，將會與8位單片機(jī)并駕齊驅(qū)。32位單片機(jī)主要由ARM公司研制，因此，提及32位單片機(jī)，一般均指ARM單片機(jī)。嚴(yán)格來說，ARM不是單片機(jī)，而是一種32位處理器內(nèi)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(jī)8位和16位是怎么區(qū)分的

8位單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線寬度為8位，通常直接只能處理8位數(shù)據(jù)；16位單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線寬度為16位，通?？芍苯犹幚?位或16位數(shù)據(jù)。

最本質(zhì)的區(qū)別是內(nèi)部CPU的字長不同，即CPU處理數(shù)據(jù)的最大位數(shù)不同，有8位和16位CPU的區(qū)別，你可以認(rèn)為是ALU、寄存器的字長等。有的32位DSP芯片其外部接口數(shù)據(jù)總線是16位的，根據(jù)這個來判斷是不行的

速度上有區(qū)別，取決于CPU、寄存器的字長。8位單片機(jī)不能直接處理16位數(shù)據(jù)，要按照8位數(shù)據(jù)來處理，要分幾個過程來完成。而16位單片機(jī)，可直接處理16們數(shù)據(jù)，因為其ALU，寄存器等都是16位的，可一次完成8位單片機(jī)要多步完成的動作，特別是對于數(shù)據(jù)處理，16位單片機(jī)有它的優(yōu)勢。而且16位單片機(jī)大多數(shù)據(jù)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(jī)發(fā)展時間長，且價格偏低。最重要的是在許多的應(yīng)用場合能夠勝任開發(fā)的任務(wù)。16位的單片機(jī)在功能上要比8位的強(qiáng)大很多，只在需要的場合使用。

在做運算時最能體現(xiàn)了它們兩者之間的區(qū)別了。比如400+500這個對8位單片機(jī)而言要做2次8位加法運算并整合（2^8=2568位單片機(jī)數(shù)據(jù)處理一次最大只能是255），而16位單片機(jī)只要一次就可以了因為2^16=65536400和500均遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于這個數(shù)。

單片機(jī)的應(yīng)用

1、在家用電器領(lǐng)域的應(yīng)用

現(xiàn)在在家用電器的更新、市場開拓等方面，單片機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛，比如電子玩具或者高級的電視游戲機(jī)中，會應(yīng)用單片機(jī)實現(xiàn)其控制功能;而洗衣機(jī)可以利用單片機(jī)識別衣服的種類與臟污程度，從而自動選擇洗滌強(qiáng)度與洗滌時間;在冰箱冷柜中采用單片機(jī)控制可以識別食物的種類與保鮮程度，實現(xiàn)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(jī)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(yīng)用單片機(jī)技術(shù)后，無論是性能還是功能，與傳統(tǒng)技術(shù)相比均有長足的進(jìn)步。

2、在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用

現(xiàn)代醫(yī)療條件越來越發(fā)達(dá)，人們對醫(yī)療滅菌消毒技術(shù)也越來越重視，但是一些偏遠(yuǎn)地區(qū)的小醫(yī)院、小診所其消毒滅菌設(shè)備還十分簡陋，無法有效的控制消毒質(zhì)量。隨著單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，其體積較小、功能強(qiáng)大、具有靈活的擴(kuò)展性、應(yīng)用方便的特點也越來越突出，因此在醫(yī)用呼吸機(jī)、分析儀與監(jiān)護(hù)儀、超聲診斷設(shè)備、病床呼叫系統(tǒng)等設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。

3、在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用

其實最早的單片機(jī)正是從工業(yè)領(lǐng)域開始興起的，至今其在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用仍然十分廣泛，利用單片機(jī)技術(shù)構(gòu)成多種多樣的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與智能控制系統(tǒng)，比如工廠流水線的智能化管理、智能化電梯、報警系統(tǒng)等等，均是通過單片機(jī)技術(shù)與計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級控制系統(tǒng)。

4、在儀器儀表領(lǐng)域的應(yīng)用

單片機(jī)具備集成度高、體積小、較強(qiáng)的控制功能與擴(kuò)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(lǐng)域其應(yīng)用也十分廣泛。從某種程度而言，單片機(jī)帶動了傳統(tǒng)測量、控制儀器儀表技術(shù)的一項革命，通過單片機(jī)技術(shù)實現(xiàn)了儀器儀表技術(shù)的數(shù)字化、智能化、綜合化以及多功能化，與傳統(tǒng)的電子電路或者數(shù)字電路相比，其功能更強(qiáng)大，綜合性更突出。