单片机基础解释与重点说明.doc
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2022-07-18
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单片机基础解释
单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处
理器 CPU 随机存储器 RAM、只读存储器 ROM、多种 I/O 口和中断系统、定时器/计时器等功能
（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D 转换器等电路）集成到
一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
单片机介绍
单片机也被称为微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写 MCU
表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。单片机由芯片仅有 CPU 的专用处理器发
展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和 CPU 集成在一个芯片中，使计算机
系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。INTEL 的 Z80 是
最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬
镳。
早期的单片机都是 8 位或 4 位的。其中最成功的是 INTEL 的 8031，因为简单可靠
而性能不错获得了很大的好评。此后在 8031 上发展出了 MCS51 系列单片机系统。基
于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开
始出现了 16 位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90 年代后随着
消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。随着 INTEL i960 系列特别是后
来的 ARM 系列的广泛应用，32 位单片机迅速取代 16 位单片机的高端地位，并且进入
主流市场。而传统的 8 位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起 80 年代提
高了数百倍。目前，高端的 32 位单片机主频已经超过 300MHz，性能直追 90 年代中
期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至 1 美元，最高端
[1]
的型号也只有 10
美元。当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作
系统被广泛应用在全系列的单片机上。而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片
机甚至可以直接使用专用的 Windows 和 Linux 操作系统。
单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。事实
上单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产
品中都会集成有单片机。手机、、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以与鼠标
等电脑配件中都配有 1-2 部单片机。而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。
汽车上一般配备 40 多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在
同时工作！单片机的数量不仅远超过 PC 机和其他计算的总和，甚至比人类的数量还
要多。
单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算
机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少
了 I/O 设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便
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