單片機編程原理

　　在正式進入今天的主題單片機原理之前我們首先要了解單片機是一個什么樣的事物，以及特性和應用只有在了解透徹了之后再分析單片機原理的時候會有一定的幫助。

　　單片機又稱單片微控制器，它不是完成某一個邏輯功能的芯片，而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上。相當于一個微型的計算機，和計算機相比，單片機只缺少了I/O設備。

　　接下來我們來了解一下單片機的硬件特性

　　1、 主流單片機包括CPU、4KB容量的RAM、128 KB容量的ROM、 2個16位定時/計數(shù)器、4個8位并行口、全雙工串口行口、ADC/DAC、SPI、I2C、ISP、IAP。

　　2、 控制功能強

　　3、 單片機可靠性高，可工作到10^6 ~10^7小時無故障;

　　4、 低電壓，低功耗，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品

　　5、 處理功能強，速度快。

　　6、 系統(tǒng)結構簡單，使用方便，實現(xiàn)模塊化;

　　7、 環(huán)境適應能力強。

　　單片機應用

　　單片機現(xiàn)已滲透到我們?nèi)粘Ｉ钪械母鱾€領域，小到家用電器、儀器儀表，大到醫(yī)療器械、航空航天，無不存在著單片機的身影。一旦在某種產(chǎn)品上添加了單片機，便使得原產(chǎn)品向互聯(lián)網(wǎng)靠攏，獲得了“智能型”的前綴。單片機具體在各個領域的應用如下：

　　1）在儀器儀表領域，一旦采用單片機對其進行控制，便使得儀器儀表變得數(shù)字化、智能化、微型化，且其功能更加強大;

　　2）在家用電器領域，已廣泛實現(xiàn)了家用電器的單片機控制，如電飯煲、電冰箱、空調、彩電、音響等等;

　　3）在網(wǎng)絡通信領域，手機、小型程控交換機、樓宇自動通信呼叫系統(tǒng)等等都已實現(xiàn)了單片機控制，且單片機普遍具備通信接口，使得通信設備可以方便地與計算機之間進行數(shù)據(jù)通信;

　　4）在工業(yè)控制領域，可以使用單片機構成多種多樣的控制系統(tǒng)，如工廠流水線的智能化管理、電梯智能化控制、各種報警系統(tǒng)、與計算機聯(lián)網(wǎng)構成二級控制系統(tǒng)等;

　　5）在醫(yī)療設備領域，單片機也極大的實現(xiàn)了它的價值，已廣泛應用于各種分析儀、監(jiān)護儀、病床呼叫系統(tǒng)、醫(yī)用呼吸機等醫(yī)療設備中;

　　6）在模塊化系統(tǒng)中，可利用單片機實現(xiàn)特定功能，進行模塊化應用，而不要求操作人員了解其內(nèi)部結構，這樣做大大地縮小了體積、簡化了電路，也降低了損壞率、錯誤率;

　　7）在汽車電子領域，單片機已廣泛應用于發(fā)動機控制器、GPS導航系統(tǒng)、ABS防抱死系統(tǒng)、制動系統(tǒng)中;

　　8）除上述應用外，單片機在工商、金融、教育、物流等領域都或多或少的發(fā)揮了其本身的作用

　　在了解了單片機的作用以及優(yōu)勢之后我們就來看一下關于單片機的原理。

　　單片機主要由運算器、控制器和寄存器三大部分構成。其中，運算器由算術邏輯單元（ALU）、累加器、寄存器等構成，首先累加器和寄存器向ALU輸入兩個8位源數(shù)據(jù)，其次ALU完成源數(shù)據(jù)的邏輯運算，最后將運算結果存入寄存器中;控制器由程序計數(shù)器、指令寄存器、指令譯碼器、時序發(fā)生器和操作控制器等構成，是一個下達命令的“組織”，用于協(xié)調整個系統(tǒng)各部分之間的運作;寄存器主要有累加器A、數(shù)據(jù)寄存器DR、指令寄存器IR、指令譯碼器ID、程序計數(shù)器PC、地址寄存器AR等。

　　在微處理器內(nèi)部運算器、控制器、寄存器之間是相互連接的，由控制器向各部分發(fā)布操作命令，運算器接到命令后進行相應運算，并將運算后結果存入相應的寄存器中。