單片微型計算機(Single Chip Microcomputer)，簡稱單片機，是指集成在一塊芯片上的計算機，它具有集成度高、體積小、功能強、使用靈活、價格低廉、穩(wěn)定可靠等獨特的優(yōu)點，因而廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、智能化儀器、數(shù)控車床、數(shù)據(jù)采集和處理、通信、智能機器人、家用電器等各個領(lǐng)域。

單片微型計算機是指集成在一個芯片上的微型計算機，也就是把組成微型計算機的各種功能部件，包括CPU(Central Processing Unit)、隨機存取存儲器RAM(Random Access Memory)、只讀存儲器ROM(Read-only Memory)、基本輸入/輸出(Input/Output)接口電路、定時器/計數(shù)器等部件制作在一塊集成芯片上，構(gòu)成一個完整的微型計算機，從而實現(xiàn)微型計算機的基本功能。單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1 單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

與通用計算機相比，單片機具有如下特點：

1. 體積小，成本低，功能自定義。單片機是將所有元器件集成在一塊印制板上，只包括完成功能的最少器件，沒有多余成分，成本低，功能模塊化，可以隨意組合與定制，能做到機、電、液一體化；

2. 單片機中的存儲器ROM和RAM是嚴格分工的。ROM為程序存儲器，只存放程序、常數(shù)及數(shù)據(jù)表格；而RAM則為數(shù)據(jù)存儲器，用于存放變量；

3. 采用面向控制的指令系統(tǒng)。不同的單片機一般具有不同的指令系統(tǒng)。單片機的控制能力一般要強于同等級的CPU，特別是單片機具有很強的位處理能力，能針對性地解決簡單到復(fù)雜的各類控制任務(wù)；

4. 單片機的I/O引腳通常是多功能的。由于單片機體積小，引腳數(shù)量有限，為了解決實際引腳數(shù)和需要的信號線數(shù)的矛盾，采用引腳功能復(fù)用方法，根據(jù)指令設(shè)置或機器狀態(tài)來區(qū)分和識別某引腳處于何種功能；

5. 及時響應(yīng)。由于它是某種技術(shù)過程的核心處理環(huán)節(jié)，必須滿足技術(shù)過程的時限要求，自然具有實時處理的特性；

6. 健壯可靠。單片機系統(tǒng)產(chǎn)品的使用人員多為非計算機專業(yè)人士，使用環(huán)境不定，往往條件惡劣，因此，其健壯性和可靠性是該類系統(tǒng)的必備條件。一般配備“看門狗( Watch-dog)”和采用容錯“(Fault Tolerance)”技術(shù)；

7. 單片機系統(tǒng)一般不帶有磁盤。而操作系統(tǒng)的映像和可執(zhí)行程序一般存放在只讀存儲器( ROM )和“閃存(Flash Memory)”中。

單片機實質(zhì)上是一個硬件的芯片，在實際應(yīng)用中，通常很難直接和被控對象進行電氣連接，必須外加各種擴展接口電路、外部設(shè)備、被控對象等硬件和軟件，才能構(gòu)成一個單片機應(yīng)用系統(tǒng)。

總結(jié)

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