第1課 單片機概述

　在解釋什么是單片機前，我們先來看看我們?nèi)粘Ｉ钊巳硕家姷竭^的微型計算機系統(tǒng)，如圖1所示，一個完整的計算機系統(tǒng)主要包括顯示器、主機、鍵盤和鼠標四大組成部分。

圖1　微型計算機系統(tǒng)組成

當(dāng)然這里所說的計算機系統(tǒng)由上面四大部分組成，并不嚴謹，實際上上面四部分應(yīng)該說是計算機系統(tǒng)硬件系統(tǒng)，除了硬件系統(tǒng)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(tǒng)，如windows、 office等，完整的計算機系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。

　

圖2　微型計算機系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

現(xiàn)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部份構(gòu)成：CPU（進行運算、控制）、RAM（數(shù)據(jù)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(shè)備（鼠標、鍵盤、顯示器等），當(dāng)然還應(yīng)加上各種各樣的軟件系統(tǒng)。在個人計算機上其中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路板上，我們稱之為主板。

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(gòu)成了單芯片微型計算機，簡稱為單片機，如圖3所示。

圖3　單片機應(yīng)用系統(tǒng)示意圖

這里要補充幾點，

一、單片機畢竟和計算機的應(yīng)用方面不同，除了集成了CPU、RAM、ROM、輸入/輸出接口外，根據(jù)單片機各類的不同，還有可能會集成另外的一些模塊，如定時器、中斷系統(tǒng)、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(yīng)的功能，還得加上輸入設(shè)備（如按鍵、傳感器等）、輸出設(shè)備（數(shù)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(shè)備、輸出設(shè)備我們稱為單片機系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)、后者程序我們軟件系統(tǒng)，也就是一個單片機應(yīng)用系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)共同組成，硬件是基礎(chǔ)，軟件是在硬件的基礎(chǔ)上對單片機的各種資源進行合理的調(diào)配和使用，從而完成系統(tǒng)所要求的任務(wù)，二者相輔相成，缺一不可。三、一個單片機應(yīng)用系統(tǒng)除了單片機自身外，其它所有的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)都需要設(shè)計人員自行設(shè)計，我們把這部分人稱之外單片機設(shè)計工程師。

下面給單片機正式下個定義：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、簡稱單片機，也就是單片機實際是一種類內(nèi)部集成了計算機核心技術(shù)的智能芯片（或者說計算機、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(nèi)部結(jié)構(gòu)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(shù)值計算−技術(shù)發(fā)展方向是總線速度的無限提升,存儲容量的無限擴大。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(tǒng)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

說到單片機應(yīng)用，那可就太多了，曾經(jīng)有人這樣說過“凡是能夠想到的地方，單片機都可以用上”，這句話其實一點都不夸張，全世界單片機的年產(chǎn)量數(shù)以億計，據(jù)有關(guān)人士預(yù)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(yīng)用范圍之廣、花樣之多，短時間也不可能祥述，這里先列舉幾個簡單的例子。