什么是单片机?

Question

如题所述

Answer 1

单片机定义
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8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。此后在8031上发展出了MCS51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的提高。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。目前，高端的32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！单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的综合，甚至比人类的数量还要多。

Answer 2

单片机是一种集成了中央处理器、存储器、输入/输出接口、计时器/计数器等功能的微型计算机系统。它通常用于控制和执行各种嵌入式系统中的任务，如家电、汽车电子、工业自动化、通信设备等。
与个人电脑或服务器上的通用计算机相比，单片机的规模更小、功耗更低，且价格更便宜。它们通常具有较低的计算能力和存储容量，但对于实时控制和简单任务处理来说已经足够。单片机通常具有较强的实时性能和可编程性，可以通过编程来实现各种功能和任务。
单片机通常由CPU核心、存储器、输入/输出接口、时钟和计时器等组成。CPU核心是单片机的主要计算单元，负责执行程序指令和数据处理。存储器用于存储程序指令、数据和临时变量等。输入/输出接口用于与外部设备进行数据交互。时钟和计时器用于提供时间基准和定时功能。
单片机的优点包括体积小、功耗低、成本低、可靠性高、易于编程和开发等。它们广泛应用于各种嵌入式系统中，提供了可靠的控制和处理能力，为现代电子产品的自动化和智能化提供了基础。