本文宇凡微為大家介紹單片機的原理和單片機的應用是什么?讓大家在學習的過程中少走彎路。

一、單片機的簡介

        單片機也稱為微控制器(MCU)等，它并不是一個擁有邏輯功能的芯片，而是把一個計算機系統集成到芯片之上。就相當于一個微型的計算機，和一般的計算機相比，單片機就只是缺少了I/O設備。

        簡單來說：一塊芯片就成了一臺計算機。它的質量輕、體積小、價格便宜、開發和應用提供了非常便利的條件。同時，了解計算機原理與結構的最佳選擇就是學習使用單片機。

        單片機的應用領域十分廣泛，比如實時工控、通訊設備、智能儀表、家用電器、導航系統等。各種電子產品一旦用上了單片機，就能夠給產品增加一些特定功能，實現更新換代。普通的電器增加了特定單片機模塊后，就能稱之為：”智能電子“。

二、單片機的硬件特性

        1、現在主流單片機包括CPU、2KB容量的RAM、 2個16位定時/計數器、128 KB容量的ROM、4個8位并行口、ADC/DAC、全雙工串口行口、EEPROM、SPI、I2C、ISP、IAP等;

        2、系統結構簡單，使用方便，實現模塊化;

        3、單片機可靠性高，可工作到10^6 ~10^7小時無故障;

        4、處理功能強，速度快;

        5、低電壓，低功耗，便于生產便攜式產品;

        6、控制功能強;

        7、環境適應能力強。

三、單片機的原理

        單片機主要由運算器、控制器和寄存器三大部分構成。其中，運算器由算術邏輯單元(ALU)、累加器、寄存器等構成，首先累加器和寄存器向ALU輸入兩個8位源數據，其次ALU完成源數據的邏輯運算，最后將運算結果存入寄存器中;控制器由程序計數器、指令寄存器、指令譯碼器、時序發生器和操作控制器等構成，是一個下達命令的“組織”，用于協調整個系統各部分之間的運作;寄存器主要有累加器A、數據寄存器DR、指令寄存器IR、指令譯碼器ID、程序計數器PC、地址寄存器AR等。

        在微處理器內部運算器、控制器、寄存器之間是相互連接的，由控制器向各部分發布操作命令，運算器接到命令后進行相應運算，并將運算后結果存入相應的寄存器中。

四、單片機的應用

        單片機現已滲透到我們日常生活中的各個領域，小到家用電器、儀器儀表，大到醫療器械、航空航天，無不存在著單片機的身影。一旦在某種產品上添加了單片機，便使得原產品向互聯網靠攏，獲得了“智能型”的前綴。單片機具體在各個領域的應用如下：

        1、在儀器儀表領域，一旦采用單片機對其進行控制，便使得儀器儀表變得數字化、智能化、微型化，且其功能更加強大;

        2、在家用電器領域，已廣泛實現了家用電器的單片機控制，如電飯煲、電冰箱、空調、彩電、音響等等;

        3、在網絡通信領域，手機、小型程控交換機、樓宇自動通信呼叫系統等等都已實現了單片機控制，且單片機普遍具備通信接口，使得通信設備可以方便地與計算機之間進行數據通信;

        4、在工業控制領域，可以使用單片機構成多種多樣的控制系統，如工廠流水線的智能化管理、電梯智能化控制、各種報警系統、與計算機聯網構成二級控制系統等;

        5、在醫療設備領域，單片機也極大的實現了它的價值，已廣泛應用于各種分析儀、監護儀、病床呼叫系統、醫用呼吸機等醫療設備中;

        6、在模塊化系統中，可利用單片機實現特定功能，進行模塊化應用，而不要求操作人員了解其內部結構，這樣做大大地縮小了體積、簡化了電路，也降低了損壞率、錯誤率;

        7、在汽車電子領域，單片機已廣泛應用于發動機控制器、GPS導航系統、ABS防抱死系統、制動系統中;

        8、除上述應用外，單片機在工商、金融、教育、物流等領域都或多或少的發揮了其本身的作用。

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