一文看懂單片機(jī)與CPU的相似與不同

　　什么是單片機(jī)，相信很多人都還不知道。也不知道單片機(jī)的作用是什么。單片機(jī)簡(jiǎn)稱為單片微控制器(Microcontroler)，它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片，而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上，相當(dāng)于一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)，因?yàn)樗钤绫挥迷诠I(yè)控制領(lǐng)域。單片機(jī)由芯片內(nèi)僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來(lái)。最早的設(shè)計(jì)理念是通過(guò)將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個(gè)芯片中，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對(duì)提及要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。Intel的Z80是最早按照這種思想設(shè)計(jì)出的處理器，從此以后，單片機(jī)和專用處理器的發(fā)展便分道揚(yáng)鑣。

　　大家都知道我們的電腦主要是由中央處理單元CPU(進(jìn)行運(yùn)算、控制)、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM(數(shù)據(jù)存儲(chǔ))、存儲(chǔ)器ROM(程序存儲(chǔ))、輸入/輸出設(shè)備I/O(串行口、并行輸出口等)。安裝在一個(gè)被稱之為主板的印刷線路板上，就是我們個(gè)人的計(jì)算機(jī)了。

　　把單片機(jī)看成一個(gè)整體分成四塊就很容易認(rèn)識(shí)了。 把這些東西(CPU，硬盤(pán)，內(nèi)存，主板等等)用集成塊做好后，如下圖所視：

　　單機(jī)片

　　就成了我們要學(xué)習(xí)的“單片機(jī)”了。而在單機(jī)片的內(nèi)部，CPU，硬盤(pán)，內(nèi)存，主板等等卻又是另外的名字。

　　1)CPU(Central Processing Unit)。它是單片機(jī)的核心部件，包括運(yùn)算器和控制器。運(yùn)算器既是算術(shù)邏輯單元ALU(Arithmetic logic Unit)，其功能是進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。控制器一般由指令寄存器、指令譯碼器、時(shí)序電路和控制電路組成。起作用是完成取指令、將指令譯碼形成各種微操作并執(zhí)行指令，同時(shí)控制計(jì)算機(jī)的各個(gè)部件有條不紊地工作。

　　cpu內(nèi)部圖

　　2)計(jì)算機(jī)中的內(nèi)存，在單片機(jī)里叫數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，也叫隨機(jī)存儲(chǔ)器。用RAM(Random Access Memery)表示。其作用是用于存放運(yùn)算的中間結(jié)果，數(shù)據(jù)暫存和緩沖，標(biāo)志位等。特點(diǎn)是：掉電后會(huì)丟失數(shù)據(jù)。

　　程序存儲(chǔ)器

　　3)計(jì)算機(jī)中的硬盤(pán)，在單片機(jī)中，叫程序存儲(chǔ)器，也叫只讀存儲(chǔ)器。用ROM(Read only memery)表示。其作用和硬盤(pán)差不多，用來(lái)存放用戶程序。特點(diǎn)是：掉電后不會(huì)丟失數(shù)據(jù)。

　　4)輸入/輸出設(shè)備I/O“主板”，在單片機(jī)里，叫做I/O(輸入輸出設(shè)備)當(dāng)然也包含了串行口，并行口，定時(shí)器，記時(shí)器等等。

　　單片機(jī)的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實(shí)時(shí)工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機(jī)，就能起到使產(chǎn)品升級(jí)換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞——“智能型”，如智能型洗衣機(jī)等。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。