單片機簡稱為單片微控制器（Microcontroler），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(tǒng)集成到一個芯片上，相當于一個微型的計算機，因為它最早被用在工業(yè)控制領域。單片機由芯片內(nèi)僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來。最早的設計理念是通過將大量外圍設備和CPU集成在一個芯片中，使計算機系統(tǒng)更小，更容易集成進復雜的而對提及要求嚴格的控制設備當中。Intel的Z80是最早按照這種思想設計出的處理器，從此以后，單片機和專用處理器的發(fā)展便分道揚鑣。

 

 

大家都知道我們的電腦主要是由中央處理單元CPU（進行運算、控制）、隨機存儲器RAM（數(shù)據(jù)存儲）、存儲器ROM（程序存儲）、輸入/輸出設備I/O（串行口、并行輸出口等）。安裝在一個被稱之為主板的印刷線路板上，就是我們個人的計算機了。

 

把單片機看成一個整體分成四塊就很容易認識了。 把這些東西（CPU，硬盤，內(nèi)存，主板等等）用集成塊做好后，如下圖所視：

 

單機片

 

就成了我們要學習的“單片機”了。而在單機片的內(nèi)部，CPU，硬盤，內(nèi)存，主板等等卻又是另外的名字。

1）CPU（Central Processing Unit）。它是單片機的核心部件，包括運算器和控制器。運算器既是算術邏輯單元ALU（Arithmetic logic Unit），其功能是進行算術運算和邏輯運算。控制器一般由指令寄存器、指令譯碼器、時序電路和控制電路組成。起作用是完成取指令、將指令譯碼形成各種微操作并執(zhí)行指令，同時控制計算機的各個部件有條不紊地工作。

 

cpu內(nèi)部圖

 

2）計算機中的內(nèi)存，在單片機里叫數(shù)據(jù)存儲器，也叫隨機存儲器。用RAM（Random Access Memery）表示。其作用是用于存放運算的中間結(jié)果，數(shù)據(jù)暫存和緩沖，標志位等。特點是：掉電后會丟失數(shù)據(jù)。

 

程序存儲器

 

3）計算機中的硬盤，在單片機中，叫程序存儲器，也叫只讀存儲器。用ROM（Read only memery）表示。其作用和硬盤差不多，用來存放用戶程序。特點是：掉電后不會丟失數(shù)據(jù)。

 

4）輸入/輸出設備I/O“主板”，在單片機里，叫做I/O（輸入輸出設備）當然也包含了串行口，并行口，定時器，記時器等等。

 

 

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(tǒng)、家用電器等。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機，就能起到使產(chǎn)品升級換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞——“智能型”，如智能型洗衣機等。因此，單片機的學習、開發(fā)與應用將造就一批計算機應用與智能化控制的科學家、工程師。