单片机的概念及其特点

   单片机作为微型计算机的一个分支，产生于20世纪70年代，经过二三十年的发展，在各行各业中已经广泛应用。单片机因为具有体积小，重量轻，抗干扰能力强，对环境要求不高，价格低廉，可靠性高，灵活性好等优点，所以被广泛应用于工业控制，智能仪器仪表，机电一体化产品，家用电器等领域。
首先:单片机的基本概念
    单片机是把微型计算机中的微处理器，存储器，I/O接口，定时器/计数器，串行接口，中断系统等电路集成到一片集成电路芯片上形成的微型计算机。因而被称为单片微型计算机。简称单片机。
    单片机属于微型计算机的一种，它集成了微型计算机中的大部分功能部件，工作的基本原理一样，但具体结构和处理方法不同。我们知道，微型计算机由微处理器cpu，存储器，I/O接口三大部分通过总线有机连接而成，各种外部设备通过I/O接口与微型计算机连接，各功能部件分开，功能强大。
    单片机是应测控领域的需要而诞生的，用以实现各种测试和控制。它的组成结构既包括含通用微型计算机的基本组成部分，又增加了具有实时测控功能的一些部件。在主芯片上集成了大部分功能部件，另外，可在外部扩展A/D转换器，D/A转换器，脉冲调制器等用于测控的部件，现在一部分单片机已经把A/D，D/A，转换器及HSO.HIS等外设集成在单片机中以增强处理能力。
    单片机按照用途可分为通用型和专用型两大类。
（1） 通用性单片机的内部资源丰富，性能全面，适应能力强。用户可以根据需要设计各种不同的应用系统。
（2） 专用型单片机是针对各种特殊场合专门设计的芯片。这种单片机的针对性强，设计时根据需要来设计部件。因此，它能实现系统的最简化和资源的最优化，可靠性高，成本低，在应用中有很明显的优势。
   在单片机使用上注意以下几个既有相同点也有区别的概念。
（1）单板机：将微处理器（cpu），存储器，I/O接口以及简单的输入输出设备组装在一块电路板上的微型计算机，称为单板机。
(2)单片机：将微处理器，存储器，I/O接口和相应的控制部件集成在一块芯片上形成的微型计算机，称为单片机。
（3）多扳机：在计算机组成中，如果组成计算机的各个功能部件是由多块电路板连接成的，那么这样的计算机称为多扳机。
其次：单片机的主要特点
  单片机的基本组成和基本工作原理与一般的微型计算机相同，但在具体结构和处理过程上又有自己的特点，其主要特点如下，
1）在存储结构上，单片机的存储采用哈弗结构
  ROM和RAM是严格分开的。ROM称为程序存储器。只存放程序，固定常数和数据表格。RAM则为数据存储器，用作工作区及存放数据。两者的访问方式也不同，即使用不同的寻址方式，通过不同的地址指针访问。程序存储器的存储空间较大，数据存储器的存储空间小，这样主要是考虑单片机用于控制系统中的特点。程序存储器和数据存储器又有片内和片外之分，而且访问方式也不相同。所以，单片机的存储器在操作时可分为片内程序存储器，片外程序存储器，片内数据存储器和片外数据存储器。
2）在芯片引脚上，大部分采用分时复用技术。
  单片机芯片内集成了较多的功能部件，需要的引脚信号较多。但由于工艺和应用场合的限制，芯片上引脚数目又不能太多。为解决实际的引脚数和需要的引脚数的矛盾，一根引脚往往设计了两个或多个功能，每条引脚在当前起什么作用，由指令和当前机器的状态决定。
3）在内部资源访问上，采用特殊功能寄存器（sfr）的形似。
  单片机中集成了微型计算机的微处理器，存储器，I/O接口，定时器/计数器，中断系统等电路。用户对这些资源的访问是通过对对应的特殊功能寄存器（sfr）进行访问来实现的。
4）在指令系统上，采用面向控制的指令系统
   为了满足控制系统的要求，单片机有很强的逻辑控制能力。在单片机内部一般都设置有一个独立的位处理器，又称为布尔处理器，专门用于位运算。
5）内部一般都集成一个全双工的串行接口。
通过这个串行接口，可以很方便地和其他外设进行通信，也可以与另外的单片机或微型计算机通信，组成计算机分布式控制系统。
6）单片机有很强的外部扩展能力。
  在内部的各功能部件不能满足应用系统要求时，单片机可以很方便的在外部扩展各种电路，它能与许多通用的微型接口芯片兼容。