什么叫单片机？

什么叫单片机？

答: 单片机因将其主要组成部分集成在一个芯片上而得名,具体说就是把中央处理器CPU( Central Processing Unit)、随机存储器RAM( Random Access Memory)、只读存储器 ROM( Read Only Memory)、中断系统、定时器/计数器以及 I/O(Input/Output)接口电路等主要微型机部件集成在一块芯片上。虽然单片机只是一个芯片, 但从组成和功能上看,它已具有计算机系统的属性,为此称它为单片微型计算机 SCMC ( Single Chip Micro Computer),简称单片机。

单片机发展的历史变不长，但是单片机发展速度很快，其种类已有太多，从1位、4位、8位发展到16位、32位单片机，集成度越来越高，功能越来越强，应用也越来越广。如今高速单片机发展到300M。

单片机的分类和应用领域

1.单片机的分类

按控制应用的需要,单片机可分成为通用型和专用型两种类型。通用型单片机是一 种基本芯片,它的内部资源比较丰富,性能全面且适用性强,能覆盖多种应用需求。用户可以根据需要设计成各种不同应用的控制系统,即通用单片机有一个再设计的过程。

通过用户的进一步设计,才能组建成一个以通用单片机芯片为核心、再配以其他外部电路的应用控制系统。

2.单片机的应用领域

(1)工业自动化方面。工业生产的自动化,能使工业系统处于最佳状态、提高经济效益、改善产品质量和减轻操作人员的劳动强度。所以,自动化技术已在机械、电子、电力、石油、化工、纺织、食品等轻重工业领域中得到广泛的应用。在工业自动化技术中,无论是过程控制技术、数据采集和测控技术,还是生产线上的机器人技术,都需要有单片机的参与。在工业自动化的领域中,机电一体化技术将发挥越来越重要的作用,在这种集机械、微电子和计算机技术于一体的综合技术中,单片机将发挥越来越大的作用。

(2)仪器仪表方面。现代仪器仪表的自动化和智能化要求越来越高,对此最好使用单片机来实现。随着单片机的使用,又将加速仪器仪表向数字化、智能化、多功能化和柔

性化方向的发展。而且,单片机的使用还有助于提高仪器仪表的精度和准确度,简化结构、减小体积及质量而易于携带和使用。并具有降低成本,增强抗干扰能力,便于增 加显示、报警和自诊断等功能。

(3)家用电器方面。智能化是家用电器产品发展的趋势,而家电智能化的进一步提高就需要有单片机的参与，所以生产厂家常标榜“计算机控制”，以提高其产品的档次，例如洗衣机、电冰箱、空调、微波炉、电视机和音响视频设备等，这里所说的“计算机”实际上就是单片机。

知足常乐于上海2019.7.25日

什么是单片机？

现在我们生活在单片机花花世界，可能不相信？只是把单片机装在电器产品的内在空间，我们很少有人把电器产品拆开吧！所以我们看见它庐山真面目就很少了，也就意识不到单片机的存在了。单片机的电子学名称之为微型控制器（MCU），已经成为电子产业发展的基石。

根据题目说，那什么是单片机呢？

单片机实际上就是一种特殊的、高级的芯片，与普通的芯片不一样，其不只是单一的完成某一逻辑功能，而是非常微妙的脑型芯片。

那么单片机有什么作用呢？

单片机作用是将微型计算机上的CPU、RAM、ROM、I/O端口连接在一起，如同人脑袋一样，在程序编程、计算运行、指令下达起到了核心作用。因此，特别主要的性能都在单片机上体现出来，来构成现代化、整体性的电控单元结构。

小小单片机发展史

戈登摩尔应该熟悉吧，高中学化学时摩尔定律就是戈登摩尔发明的。因此，戈登摩尔不仅涉猎化学领悟，还有电子领域，它在美国仙童半导体公司从事单片机研究，只到1971年他们在美国英特尔公司发明单片机，到1975年单片机才正式投产。可以说，二十世纪七十年代是单片机的萌芽阶段，而人们一边研究一边改进，9在工业领悟进行探索性应用。到了八十年代初，单片机进入了比较完美的时期，八十年代末，单片机进入大量生产及应用时期。到了90年代初，单片机进入新的时期，一种嵌入式单片机发明，给单片机发展提供了新思路、使得单片机进入系统应用时期。到了本世纪，单片机发展进入成熟时期，其用途已社会化，使得单片机技术不断创新，向不同领悟扩展及应用。

如今这小小的单片机可以说是玩转世界，其特色十分鲜明，如大容量、超高速、多功能、低功耗、微型化、智能化、专用化、安全性高、廉价等特色，使得单片机在各行各业得到广泛应用。有些单片机为了适应于特殊环境的特殊需求，开发的单片机具有运算快、精度高、抗震性强、耐湿性好、防尘能力强，有些专用的单片机有8位、16位、32位，甚至64位的，但在实际应用中还是16位、32位居多。

在与我们生活息息相关的电器有哪些用到了单片机呢？例如手机、音响、洗衣机、电视、空调、电热器等电器产品都装有各种各样的单片机为核心的微型计算机或微处理器，因此，单片机的作用与地位显得越来越重要。

简介

单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。

单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词——“智能型”，如智能型洗衣机等

单片机（Microcontrollers）是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的300M的高速单片机。

应用分类

单片机（Microcontrollers）作为计算机发展的一个重要分支领域，根据发展情况，从不同角度，单片机大致可以分为通用型/专用型、总线型/非总线型及工控型/家电型。

通用型

这是按单片机（Microcontrollers）适用范围来区分的。例如，80C51式通用型单片机，它不是为某种专门用途设计的；专用型单片机是针对一类产品甚至某一个产品设计生产的，例如为了满足电子体温计的要求，在片内集成ADC接口等功能的温度测量控制电路。

总线型

这是按单片机（Microcontrollers）是否提供并行总线来区分的。总线型单片机普遍设置有并行地址总线、 数据总线、控制总线，这些引脚用以扩展并行外围器件都可通过串行口与单片机连接，另外，许多单片机已把所需要的外围器件及外设接口集成一片内，因此在许多情况下可以不要并行扩展总线，大大减省封装成本和芯片体积，这类单片机称为非总线型单片机。

控制型

这是按照单片机（Microcontrollers）大致应用的领域进行区分的。一般而言，工控型寻址范围大，运算能力强；用于家电的单片机多为专用型，通常是小封装、低价格，外围器件和外设接口集成度高。 显然，上述分类并不是惟一的和严格的。例如，80C51类单片机既是通用型又是总线型，还可以作工控用。

发展历史

单片机（Microcontrollers）诞生于1971年，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段，早期的SCM单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8051，此后在8051上发展出了MCS51系列MCU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16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。

而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。高端的32位Soc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。

朋友们好，我是电子及工控技术，我来回答这个问题。单片机作为一种控制器件，它在各中电路中使用都非常广泛，就以我们家庭中所用的各种家用电器来说吧，只要凡是有点智能化的电器都离不开单片机的参与，比如家里的洗衣机、电冰箱、空调、电视机等等。那么什么叫单片机呢？下面我用比较通俗的给朋友们说一说。

对单片机内部结构的剖析

单片机其实就是一种可以用程序进行控制的半导体芯片，在这种芯片内它相当于把计算机所具有的计算功能部件，我们通常叫它中央处理器 “安放”到里面，这个部件相当于我们人类的大脑，它还具有逻辑判断功能，可以说它是单片机的“大脑”。对于一个完整的单片机来说，只有完整的逻辑判断和计算功能还是不行的，那么它所计算出的数据要有地方存放才可以，这时我们必须要给它设置一个存放数据的地方，这就类似一个仓库一样，里面可以堆放各种数据，这个类似仓库一样的东西我们给它起个名字叫存储器，我们在这个类似仓库的存储器里，我们又给它划分两个不同空地，这两个不同的空地是存放着不同数据的地方，其中一个地方我们可以存放一些重要的数据，并且就算单片机没有电了，这些数据也能保存在里面很久，比如一些程序数据，一些单片机的初始化的数据；而另一个地方则是存放一些不是那么重要的数据，比如单片机外部一些设备送给单片机的数据，或者单片机运算出一些结果的数据，存在这里面的数据需要单片机有电时才不会丢失，只要单片机没电的话，这些数据也就没有了。为了区分存储器这两个不同的存储空间，我们把只能放一些重要数据的地方起个名字叫只读存储器（ROM），而把存储一些不重要数据的地方我们给它起个名字叫随机存储器（RAM）。

在单片机内部有了这些就已经具备了运算和存储的能力了，但是它还不具备与外界 “交流”的能力，这就像我们人一样，光只有大脑还是不行的，我们还需要一些感知外界环境变化和信息交流的通道，比如我们的眼睛、嘴巴、神经等。单片机作为一个控制类芯片，它要与外部的许多设备进行信息的互动，这个信息有从单片机输出来的，也有外部设备送给单片机的，因此我们就需要给单片机开设许多交流信息的通道，这个通道我们给它起个名字叫输入口和输出口（I/O口），有的输入输出口还具有双重功能，就像我们人的嘴巴一样，不但能够说话而且还能够吃饭，对于单片机也有这样的输入输出口，它不但可以输入和输出数据进行信息的交流，同时它还具有计数、中断、通信等功能。

单片机软件

以上三大部分硬件就是单片机最基本的组成形式了，但是光有硬件还是不行的，我们给单片机装一些软件它才具有控制功能，就像我们人一样，不能只有健康的体魄，还需要给大脑灌输知识，我们所学的各种知识就像当于单片机的软件部分。单片机就是靠各种不同的控制程序软件才完成各种控制的，从这里来看单片机又是一个需要软硬结合的半导体芯片。

以上就是我对单片机的通俗理解，希望能够帮助你理解这样一个复杂的半导体可编程的器件，欢迎朋友们参与讨论，敬请关注电子及工控技术，感谢点赞。

什么叫做单片机？

类似于这种问题，是很多电子初学者或者是电子爱好者，经常容易问的问题。芯片哥作为电子元器件和芯片领域的多年从业者，站在专业的角度去回答，希望能解除这个问题的疑惑。

什么叫单片机

按照芯片哥的理解，单片机是一种集成电路，只是这种集成电路内部包含了ALU算单元电路，存储单元电路，IO单元电路，电源单元电路，时钟单元电路等各种不同功能的电路。

单片机

它与其他芯片最大的一个区别就是，单片机的功能可以千变万化，它不像其他芯片一样，功能是唯一的。单片机的功能是可以通过软件的编程，任意修改的。

这也是单片机为什么那么吸引很多初学者的原因。

单片机的分类

了解单片机，仅仅是知道单片机的概念，还是远远不够的。单片机有很多的型号，也有很多的品牌，还有很多的功能，怎么去分类呢？

芯片哥以单片机内部ALU计算单元电路的位数，进行一个简单的分类，大致可以划分为

（1）4位单片机：此类单片机是最早出现的类型，由于功能较为简单，所以现在出现的比较少。基本上很少有开发工程师，在项目开发的过程中，能用到。4位单片机慢慢地被市场淘汰掉了。

（2）8位单片机：8位单片机目前还有很大的应用，特别是在一些家用电器领域，由于它的价格低廉，而且开发难度较低，所以在市场出现的概率很大。

（3）16位单片机：16位单片机，它的功能就比8位单片机要丰富一些，只是由于处在8位和32位之间，上不上下不下，在市场的地位很尴尬，应用的机会虽然有，但不是很多。

（4）32位单片机：这类单片机的功能，明显就丰富很多。现在一些芯片原厂，为了推销自己的32位单片机，价格已经和8位单片机差不多了，已经很接近了。工程师有时候在开发新项目，在价格相差不大的情况下，32位单片机是他们的首选。

单片机开发板

除了这4种类型，还有一种比较特殊的类型单片机---OTP单片机。

所谓OTP单片机，就是它的内部存储单元电路，并不像其他Flash类型单片机一样，能擦写很多次。OTP类型的单片机，只能擦写一次。正因为只能擦写一次，所以它的软件开发调试，对工程师而言就不是很方便。

但由于它的价格比同类型的Flash单片机要低很多，所以在一些对价格很敏感的产品项目，OTP类型的单片机还是有一些市场的。

单片机的未来

之所以问这个“什么叫做单片机”的问题，芯片哥相信，除了想了解这个问题本身，更重要的是掌握单片机后，未来的发展是怎么样的。

对于“单片机的未来，是怎么样的？”这个问题，很简单，可以请教一下在单片机领域工作过多年的人，他们可能会告诉你

单片机，刚开始接触的时候，都感觉很神奇，想快速学习掌握它。但当你学习单片机几年后，就会发现一个残酷的现实。

什么是残酷的现实？

残酷的现实就是，3年或者5年之后，要想在单片机技术领域有一个大的突破，很难。基本上3年5年之后，技术不会有本质上的提升，还是会停留在原先的水平。后续的工作，其实也是在吃之前积累的技术老本。

时间一久，心里就会出现变化。就开始在思考自己的未来了，于是就会想，还要不要再这样下去？

单片机

如果想安稳地过着小日子，不爱折腾，继续深耕单片机，完善自己的技术，中等的生活水平是不成问题的，是很轻松的，没什么问题。

如果想要获得更高的技术发展，一般会选择走嵌入式的路径，往更深层次的底层软件和操作系统方面去了。这个在市场上，还是比单片机很抢手的。当然，拿到的薪水也就会越多。

希望芯片哥的这些回答，能解开你的这个问题疑惑。

本文由【芯片哥】原创撰写，请持续关注芯片哥，后面会定期更新有关于电子元器件和芯片，包括一些电子产品项目开发案例的相关内容~~~

微控制单元（MCU）又叫单片机。其实在单片机系统里，单片机就是“CPU”。单片机就是在一块硅片上集成了中央处理器，随机存储器，程序存储器，定时器和各种I/O接口，也就是说集成在一块芯片上的计算机。单片机的主要特点是体积比较小，重量轻，再加上良好的抗干扰性和可靠性，单片机已经成为工业控制的不可缺少的器件之一，处理能力上单片机肯定赶不上CPU，现在单片机几乎都是C语言编程环境，简单易学，很少有汇编语言编程的了。

如下图，本人用的是意法半导体的STM32F103系列的单片机。

如下图，单片机要能正常工作，必须还要基本的外围电路，比如程序下载接口，晶振电路，复位电路，I/O接口的输入输出的硬件设计等等，总之单片机（MCU）和CPU一样，也是处理器，只是性能比CPU低端而已。

单片机（MCU）是由运算器(ALU)、控制器、存储器(ROM、RAM、EEPROM)、输入输出端口(I/O)等组成的一种集成芯片。

目前常见的两种单片机架构-冯.诺依曼架构（51单片机）和哈佛架构（stm单片机、pic单片机等）。

单片机本身是不带程序的，要实现相应的系统功能则需要对单片机进行编程。目前大部分单片机都支持汇编语言、C语言编程。工程师利用汇编语言或者C语言编写的程序就相当于赋予单片机的灵魂。通过编程可以实现相应的系统功能。

下面通过对比人体结构来讲一下单片机内部结构的功能。

1、单片机的时钟相当于人类的心脏，为单片机提供了时基脉搏。

2、单片机的I/O口则相当于人体的神经，单片机通过I/O口向外部发送和获取信号。而通过在外部添加各种传感器等外设，如光传感、湿度传感以及蜂鸣器等，就相当于给单片机系统添加了眼、鼻、嘴等五官；通过添加电机控制等设备就相当于添加了四肢。

3、单片机的ROM等存储器，也相当于大脑的记忆区。

4、单片机除了以上必须有的功能外，通常还会有一些外设：

定时器，相当于闹钟，定时计数作用。

ADC，采集模拟电压。

IIC/SPI，通讯接口，芯片间近距离通信，相当于人与人当面聊天。

USART，异步串行口通讯，485/232远程通讯使用，相当于人远距离通话。

综上，通过对单片机编程可以实现对整个系统的控制，单片机则相当于系统的大脑。

单片机诞生于20世纪70年代，经历了SCM，MCU，SoC三个阶段。

一、SCM（单片微型计算机）阶段

SCM，单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）。主要是寻求最佳的单片形态嵌入系统的最佳体系结构。“创新模式”获得成功，奠定了SCM与通用计算机完全不同的发展道路。在开创嵌入式系统独立发展的道路上，Intel公司功不可没。

二、MCU（微控制器）阶段

主要的技术发展方向是：不断满足嵌入式应用时，对象系统要求的各种外围电路与接口电路凸显其对象的智能化控制能力。它所涉及的领域与对象系统相关，因此发展MCU的重任不可避免的落在电气、电子技术厂家。从这一时期看，Intel逐渐淡出MCU的发展，在发展MCU方面，最著名的厂家是Philips公司。

Philips公司将MCS-51从单片微型计算机迅速发展到微控制器。

三、SoC化趋势

单片机是嵌入式系统的独立发展之路，向MCU阶段发展的重要因素是寻求应用系统在芯片上的最大化解决，因此专用单片机的发展自然形成了SoC化趋势。随着微电子技术、IC技术、EDA工具的发展，基于SoC的单片机应用系统设计有较大发展。

单片机的简称是MCU，也是片上微型控制器的意思。完全可以简单的将单片机看成是一个小电脑，是的从名字上或者应用上都可以。

单片机的作用

单片机的大哥，也就是x86架构的PC处理器。我们台式机里面的核心，PC的大脑。将主板拆开后就能看到，功能很强，看电影，玩游戏，只要配上游戏就无所不能。但是，它这也有缺点，价格，单换一个I7的核心可能要700块钱。就比如住酒店，并不是所有人都要住维也纳酒店吧，有人只是赶个车，住个如家就好了。

基于价格的要求那就需要其他的IC了，因为你不能用一台电脑来控制一个路灯吧。如果太阳能的那种，就用来给电脑主机供电，还照不照路了。所以，在这种IC的基础上，开始研发新的IC，更准确地说是精简，然后就出了单片机。

要说单片机的作用，那就是给小成本简单电路做控制的。

单片机的发展

先前的单片机，比如AT89C51、pic52、STC52都是基于小功能控制的，有些简单的应用就是点个灯。但是随着时代的发展，单片机也开始发达了。不仅仅处理小功能的需求，复杂的应用也不在话下。

比如华为的手机P30就用的麒麟980的处理器，说是处理器也是单片机，只是单片机的架构不一样了，是基于ARM核心的架构。在比如珠海的全志科技研发的H3芯片，现在一片的价格在15元左右，在搭载了LINUX系统后就可以用来做卡片电脑。当然了，DDR、电源管理芯片这些也是必不可少的。

最后的话：

随着用户的需求和电子技术的进步，有点单片机已经不仅仅是单片机了，还有具有了其他的能力。如乐鑫科技的ESP8266，这款IC就可以连接网络，可以让你在10块钱以下的成本连接上云端服务器。

什么叫单片机。顾名思义，单片机就是单个芯片的计算机。大家都知道计算机是什么吧。计算机就是我们平常使用的电脑，他由主机箱，显示器，键盘，鼠标，音响等各个部分组成。

他能做什么呢？他能做一切我们想要做的事情。比如办公，学习，玩游戏，看电影等等。他是怎么实现这么多的功能的呢?就是因为他有完整的一套系统。包括输入装置如键盘，输出装置如显示器，中央处理器也就是计算机的大脑，叫做CPU，还有内存和缓存装置等。而单片机既然是单个芯片的计算机，那他肯定也具备我们所使用的计算机的整个结构。包括输入输出装置，中央处理器，内存等。

既然单片机有着和计算机一样的功能，那他都用在哪里呢？平常我们都不会在意的。像以前我们玩的卡带游戏，洗衣机，电冰箱等家电上面都有使用。

移动通信类的设备，基站控制器，手机等都有单片机的身影。

工业控制类的设备，PLC，触摸屏，各种温控器，模拟量处理等。

使用单片机来开发控制系统比较小巧，省空间，使用方便。

我们平常所使用的计算机个头比较大，不可能把这么大的计算机用在家电，控制器上面，太占空间了。