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文章目录
- 一、单片机的概念
- 二、单片机的基本结构
- 1. 单片机的结构框图
- 2. 51单片机
- 总结
一、单片机的概念
单片机（Single-Chip Microcomputer）是一种集成电路芯片，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/计数器等功能（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微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的300M的高速单片机。
二、单片机的基本结构
1. 单片机的结构框图
• 时钟电路：
时钟电路就是一个振荡器，给单片机提供一个节拍，单片机执行各种操作必须在这个节拍的控制下才能进行。因此单片机没有时钟电路是不会正常工作的。时钟电路本身是不会控制什么东西，而是你通过程序让单片机根据时钟来做相应的工作。
• 中央处理器CPU：
单片机的中央处理器包含了运算器、控制器以及若干寄存器等部件。
• 中断系统：
中断系统是借助于硬件的一些操作来解放CPU从而使CPU能够再碰到一些紧急事件的时候能够实时的处理，在没有实时事件的时候CPU可以去干一些其他不需要紧急处理的一些事件，这样的话有便于搭建前台和后台的应用程序，而且单片机的中断系统支持外部中断和内部中断。
• 程序存储器ROM：
程序存储器是用于存放是系统工作的应用程序及一些不需改变的数据常数，程序写入程序存储器后单片机系统只能读取程序指令使系统运行，而不能再进行改写，且系统掉电后，程序不会丢失。因此程序存储器是ROM（Read Only Memory）,即只读存储器。
• 数据存储器RAN：
数据存储器是用于存放程序运行的中间处理数据的，可随程序运行而随时写入或读出数据存储器的内容，当系统掉电时，数据全部会丢失。因此，数据存储器是RAM（Random Access Memory），即可随机读写的存储器
2. 51单片机
• 51单片机的部件：
MCS-51单片机的逻辑部件，包括一个8位CPU及片内振荡器、 80514B掩膜ROM、87514KBEPROM、8031无ROM、特殊功能寄存 器SFR128BRAM、定时器/计数器T0及T1、并行I/O接口：P0、P1、P2、P3；串行接口：TXD、RXD；中断系统：INT0，INT1。
• 基本功能：
1.8位数据总线，16位地址总线的CPU；
2.具有布尔处理能力和位处理能力；
3.采用哈佛结构，程序存储器与数据存储器地址空间各自独立，便于程序设计；
4.相同地址的64KB程序存储器和64KB数据存储器；
5.0-8KB片内程序存储器(8031无，8051有4KB，8052有8KB，89C55有20KB)；
6.128字节片内数据存储器（8051有256字节）；
7.32根双向并可以按位寻址的I/O线；
8.两个16位定时/计数器(8052有3个)；
9.一个全双工的串行I/O接口；
10.多个中断源的中断结构，具有两个中断优先级；
11.片内时钟振荡器。
• 特点：
单片机的特点可归纳为以下几个方 面：集成度高；存储容量大；外部扩展能力强；控制功能强。
1、从内部的硬件到软件有一套完整的按位操作系统，称作位处理器，处理对象不是字或字节而是位。不但能对片内某些特殊功能寄存器的某位进行处理，如传送、置位、清零、测试等，还能进行位的逻辑运算，其功能十分完备，使用起来得心应手。
2、同时在片内RAM区间还特别开辟了一个双重功能的地址区间，使用极为灵活，这一功能无疑给使用者提供了极大的方便。
3、乘法和除法指令，这给编程也带来了便利。很多的八位单片机都不具备乘法功能，作乘法时还得编上一段子程序调用，十分不便。
总结
单片机也被称为单片微控器，属于一种集成式电路芯片。在单片机中主要包含CPU、只读存储器ROM和随机存储器RAM等，多样化数据采集与控制系统能够让单片机完成各项复杂的运算，无论是对运算符号进行控制，还是对系统下达运算指令都能通过单片机完成。 由此可见，单片机凭借着强大的数据处理技术和计算功能可以在智能电子设备中充分应用。简单地说，单片机就是一块芯片，这块芯片组成了一个系统，通过集成电路技术的应用，将数据运算与处理能力集成到芯片中，实现对数据的高速化处理。
