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。

　　單片機又稱單片微控制器，它不是完成某一個邏輯功能的芯片，而是把一個計算機系統集成到一個芯片上。相當于一個微型的計算機，和計算機相比，單片機只缺少了I/O設備。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發提供了便利條件。同時，學習使用單片機是了解計算機原理與結構的最佳選擇。單片機的使用領域已十分廣泛，如智能儀表、實時工控、通訊設備、導航系統、家用電器等。各種產品一旦用上了單片機，就能起到使產品升級換代的功效，常在產品名稱前冠以形容詞——“智能型”，如智能型洗衣機等。

　　硬件特性

　　1、主流單片機包括CPU、4KB容量的RAM、128 KB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。

　　單片機原理

　　單片機主要由運算器、控制器和寄存器三大部分構成。其中，運算器由算術邏輯單元（ALU）、累加器、寄存器等構成，首先累加器和寄存器向ALU輸入兩個8位源數據，其次ALU完成源數據的邏輯運算，最后將運算結果存入寄存器中;控制器由程序計數器、指令寄存器、指令譯碼器、時序發生器和操作控制器等構成，是一個下達命令的“組織”，用于協調整個系統各部分之間的運作;寄存器主要有累加器A、數據寄存器DR、指令寄存器IR、指令譯碼器ID、程序計數器PC、地址寄存器AR等。

　　在微處理器內部運算器、控制器、寄存器之間是相互連接的，由控制器向各部分發布操作命令，運算器接到命令后進行相應運算，并將運算后結果存入相應的寄存器中。

　　單片機應用

　　單片機現已滲透到我們日常生活中的各個領域，小到家用電器、儀器儀表，大到醫療器械、航空航天，無不存在著單片機的身影。一旦在某種產品上添加了單片機，便使得原產品向互聯網靠攏，獲得了“智能型”的前綴。單片機具體在各個領域的應用如下：

　　1）在儀器儀表領域，一旦采用單片機對其進行控制，便使得儀器儀表變得數字化、智能化、微型化，且其功能更加強大;

　　2）在家用電器領域，已廣泛實現了家用電器的單片機控制，如電飯煲、電冰箱、空調、彩電、音響等等;

　　3）在網絡通信領域，手機、小型程控交換機、樓宇自動通信呼叫系統等等都已實現了單片機控制，且單片機普遍具備通信接口，使得通信設備可以方便地與計算機之間進行數據通信;

　　4）在工業控制領域，可以使用單片機構成多種多樣的控制系統，如工廠流水線的智能化管理、電梯智能化控制、各種報警系統、與計算機聯網構成二級控制系統等;

　　5）在醫療設備領域，單片機也極大的實現了它的價值，已廣泛應用于各種分析儀、監護儀、病床呼叫系統、醫用呼吸機等醫療設備中;

　　6）在模塊化系統中，可利用單片機實現特定功能，進行模塊化應用，而不要求操作人員了解其內部結構，這樣做大大地縮小了體積、簡化了電路，也降低了損壞率、錯誤率;

　　7）在汽車電子領域，單片機已廣泛應用于發動機控制器、GPS導航系統、ABS防抱死系統、制動系統中;

　　8）除上述應用外，單片機在工商、金融、教育、物流等領域都或多或少的發揮了其本身的作用

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