串口
电阻
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2.2.1 什么是单片机
单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大部分功能集成在一
块小芯片上,但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件:CPU、内存、内部和外
部总线系统,目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器,实时时钟等
外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出
系统集成在一块芯片上。
单片机也被称为微控制器(Microcontroler),是因为它最早被用在工业控制领域。
单片机由芯片内仅有 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提及要求严
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 位或 位的。其中最成功的是 < 的 ,因为简单可靠而
性能不错获得了很大的好评。此后在 上发展出了 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 位单片机,但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。 年代后随着消费电子
产品大发展,单片机技术得到了巨大的提高。随着 < ' 系列特别是后来的 =
系列的广泛应用, 位单片机迅速取代 位单片机的高端地位,并且进入主流市场。
而传统的 位单片机的性能也得到了飞速提高,处理能力比起 年代提高了数百倍。目
前,高端的 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最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、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等
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!