单片机是什么?单片机结构组成及作用
单⽚机是什么？单⽚机结构组成及作⽤rom是什么
20世纪跨越了三个“电”的时代，即电⽓时代、电⼦时代和现已进⼊的电脑时代。不过，这种电脑，通常是指个⼈计算机，简称PC机。它由主机、键盘、显⽰器等组成。还有⼀类计算机，⼤多数⼈却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单⽚机（亦称微控制器）。顾名思义，这种计算机的最⼩系统只⽤了⼀⽚集成电路，即可进⾏简单运算和控制。但⼤家了解单⽚机吗？其作⽤⼜是什么？下⾯⼀起跟着⼩GOO来看看单⽚机定义和单⽚机结构组成及作⽤。
1.基本概念
单⽚机，亦称单⽚微电脑或单⽚微型计算机。它是把中央处理器（CPU）、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、输⼊/输出端⼝（I/O）等主要计算机功能部件都集成在⼀块集成电路芯⽚上的微型计算机。这种微型计算机因其制作在⼀块芯⽚上⽽被称为单⽚机。单⽚机是⼤规模集成电路技术发展的产物。单⽚机具有性能⾼、速度快、体积⼩、价格低、稳定可靠、应⽤⼴泛、通⽤性强等突出优点。
单⽚机是什么？单⽚机结构组成及作⽤
单⽚机的设计⽬标主要是增强“控制”能⼒，满⾜实时控制（就是快速反应）⽅⾯的需要。因此，它在硬件结构、指令系统、I/O端⼝、功率消耗及可靠性等⽅⾯均有其独特之处，其最显著的特点之⼀就是具有⾮常有效地控制功能。因此，单⽚机⼜常常被⼈称为微控制器（MCU或µC）。
2.特点
1、具有优异的性价⽐
单⽚机的这种⾼性能、低价格是它最显著的⼀个特点。单⽚机可以尽可能地应⽤所需要的存储器，各种功能的I/O⼝都集成在⼀个芯⽚内，使之成为名副其实的单⽚机。有的单⽚机为了提⾼速度和执⾏效率，开始采⽤了RISC流⽔线和DSP 的技术。使单⽚机的性能明显的优于同性能的微处理器，有的单⽚机ROM可达64KB，⽚内可达2KB，单⽚机的寻址以突破64KB的限制，⼋位和⼗六位单⽚机寻址可达1MB和16MB。
单⽚机的另⼀个显著的特点是量⼤⾯⼴，因为世界上各⼤公司在提⾼单⽚机性能的同时，进⼀步降低价格，性能/价格之⽐是各个公司竞争的主要策略。
2、集成度⾼、体积⼩、可靠性⾼
单⽚机把各个功能部件都集成在⼀块芯⽚上，内部采⽤总线结构，减少了各芯⽚之间的连接，⼤⼤提⾼了单⽚机的可靠性与抗⼲扰能⼒。另外，其体积⼩，对于强磁场环境易于采取屏蔽措施，适合在恶劣的环境下⼯作。
3、控制功能强
单⽚机是电⼦计算机这个庞⼤家庭的⼀个特是产品，体积虽⼩，但“五脏俱全”，它⾮常适合⽤于专门的控制⽤途。为了满⾜⼯业控制的要求，⼀般单⽚机的指令系统中有极其丰富的转移指令，I/O⼝的逻辑操作以及为处理器功能。单⽚机的逻辑控制功能及运⾏速度均⾼于同⼀档次的微型计算机。
4、低电压、低功耗
单⽚机⼤量应⽤于便携式产品和家⽤消费产品，低电压和低功耗的特点尤为重要。许多单⽚机已可以在2.3.V的电压下运⾏，有的以突破1.2V或0.9V下⼯作；功耗⾄未按级，⼀个纽扣电池就可以使其长期使⽤。
单⽚机是什么？单⽚机结构组成及作⽤
3.基本结构
1、运算器
运算器由运算部件——算术逻辑单元（Arithmetic&LogicalUnit，简称ALU）、累加器和寄存器等⼏部分组成。ALU的作
运算器由运算部件——算术逻辑单元（Arithmetic&LogicalUnit，简称ALU）、累加器和寄存器等⼏部
分组成。ALU的作⽤是把传来的数据进⾏算术或逻辑运算，输⼊来源为两个8位数据，分别来⾃累加器和数据寄存器。ALU能完成对这两个数据进⾏加、减，与或、⽐较⼤⼩等操作，最后将结果存⼊累加器。例如，两个数6和7相加，在相加之前，操作数6放在累加器中，7放在数据寄存器中，当执⾏加法指令时，ALU即把两个数相加并把结果13存⼊累加器，取代累加器原来的内容6。
运算器有两个功能：
（1）执⾏各种算术运算。
（2）执⾏各种逻辑运算，并进⾏逻辑测试，如零值测试或两个值的⽐较。
运算器所执⾏全部操作都是由控制器发出的控制信号来指挥的，并且，⼀个算术操作产⽣⼀个运算结果，⼀个逻辑操作产⽣⼀个判决。
2、控制器
控制器由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序发⽣器和操作控制器等组成，是发布命令的“决策机构”，即协调和指挥整个微机系统的操作。其主要功能有：
（1）从内存中取出⼀条指令，并指出下⼀条指令在内存中的位置。
（2）对指令进⾏译码和测试，并产⽣相应的操作控制信号，以便于执⾏规定的动作。
（3）指挥并控制CPU、内存和输⼊输出设备之间数据流动的⽅向。
微处理器内通过内部总线把ALU、计数器、寄存器和控制部分互联，并通过外部总线与外部的存储器、输⼊输出接⼝电路连接。外部总线⼜称为系统总线，分为数据总线DB、地址总线AB和控制总线CB。通过输⼊输出接⼝电路，实现与各种外围设备连接。
单⽚机是什么？单⽚机结构组成及作⽤
3、主要寄存器
（1）累加器A
累加器A是微处理器中使⽤最频繁的寄存器。在算术和逻辑运算时它有双功能：运算前，⽤于保存⼀个操作数；运算后，⽤于保存所得的和、差或逻辑运算结果。
（2）数据寄存器DR
数据寄存器通过数据总线向存储器和输⼊/输出设备送（写）或取（读）数据的暂存单元。它可以保存⼀条正在译码的指令，也可以保存正在送往存储器中存储的⼀个数据字节等等。
（3）指令寄存器IR和指令译码器ID
指令包括操作码和操作数。指令寄存器是⽤来保存当前正在执⾏的⼀条指令。当执⾏⼀条指令时，先把它从内存中取到数据寄存器中，然后再传送到指令寄存器。当系统执⾏给定的指令时，必须对操作码进⾏译码，以确定所要求的操作，指令译码器就是负责这项⼯作的。其中，指令寄存器中操作码字段地输出就是指令译码器的输⼊。
（4）程序计数器PC
PC⽤于确定下⼀条指令的地址，以保证程序能够连续地执⾏下去，因此通常⼜被称为指令地址计数器。在程序开始执⾏前必须将程序的第⼀条指令的内存单元地址及程序的⾸地址）送⼊PC，使它总是指向下⼀条要执⾏指令的地址。（5）地址寄存器AR
（5）地址寄存器AR
地址寄存器⽤于保存当前CPU所要访问的内存单元或I/O设备的地址。由于内存与CPU之间存在着速度上的差异，所以必须使⽤地址寄存器来保持地址信息，直到内存读/写操作完成为⽌。
显然，当CPU向存储器存数据、CPU从内存取数据和CPU从内存读出指令时，都要⽤到地址寄存器和数据寄存器。同样，如果把外围设备的地址作为内存地址单元来看的话，那么当CPU和外围设备交换
信息时，也需要⽤到地址寄存器和数据寄存器。
以上⽂章详细地介绍了单⽚机的基本概念、结构组成及作⽤。单⽚机发展先后经历了4位、8位、16位和32位等阶段。8位单⽚机由于功能强，被⼴泛⽤于⼯业控制、智能接⼝、仪器仪表等各个领域，此外，单⽚机在⼯商，⾦融，科研、教育，国防航空航天等领域都有着⼗分⼴泛的⽤途。

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