1.1 单片机的特点及应用领域

1.1.1 单片机的特点

微处理器（Micro Processing Unit，MPU）是一种大规模集成电路器件，包括计算机控制部件和运算部件，具有控制和运算功能，微处理器又称为中央处理器（Microprocessor， CPU）。

微型计算机（Microcomputer，MC）是由微处理器加上同样采用大规模集成电路制成的程序存储器（ROM、EPROM、Flash ROM）和数据存储器（RAM），以及与外围设备相连接的输入/输出（I/O）接口电路等构成，图1-1所示为微型计算机的组成。

微型计算机系统是指由微型计算机与外围设备、电源和系统软件一起构成的系统。

单片微型计算机简称单片机。它是在一块芯片上集成了中央处理器（CPU）、一定容量的RAM和ROM（或EPROM、Flash ROM）、定时/计数器及I/O接口电路等部件，构成一个完整的微型计算机。

由于单片机的结构及其所采用的半导体工艺，使之具有显著的特点，其主要特点可以归纳如下。

（1）优异的性能价格比。

（2）集成度高、体积小、有很高的可靠性；单片机把各功能部件集成在一个芯片上，内部采用总线式结构，减少了各芯片之间的连线，大大提高了单片机的可靠性与抗干扰能力。另外，由于其体积小，对于强磁场环境易于采取屏蔽措施，适合在恶劣环境下工作。

（3）控制功能强大。为了满足工业控制的要求，一般单片机的指令系统中均含有丰富的转移指令、I/O口逻辑指令及位处理功能。单片机的逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的微机。

（4）低功耗、低电压，便于生产便携式产品。

（5）外部总线增加了I2 C及SPI等串行总线方式，进一步缩小了体积，简化了结构。

（6）单片机系统扩展和系统配置较典型、规范，容易构成各种规模的应用系统。

1.1.2 单片机的应用领域

单片机的自身特点决定了其应用非常广泛，单片机的主要应用领域如下。

（1）智能化仪器仪表。用单片机改造原有的测量、控制仪表，使仪器仪表数字化、智能化、多功能化、微型化，并使长期以来测量仪表中的误差修正和线性化处理等难题迎刃而解。由单片机构成的智能仪表集测量、处理控制功能于一身，从而赋予测量仪表以崭新的面貌，是仪器产品更新换代的标志。

（2）机电一体化产品。机电一体化是机械工业发展的方向。机电一体化产品是指集机械技术、微电子技术、计算机技术于一体，具有智能化特征的机电产品。单片机的出现促进了机电一体化的发展，它作为机电产品中的控制器，使传统的机械产品结构简单化、控制智能化，构成了新一代的机电一体化产品。例如，在电传打字机中，由于采用了单片机，从而取代了近千个机械部件。

（3）测控系统。用单片机可以构成各种工业控制系统、自适应控制系统、数据采集系统等。例如，温度、湿度的自动控制，锅炉燃烧的自动控制、电镀生产线的自动控制、包装生产线的自动控制等。

（4）计算机网络及通信技术。高档单片机集成有通信接口，为单片机在计算机网络与通信设备中的应用提供了良好的条件。例如，用51系列单片机控制的串行自动呼叫应答系统、列车无线通信系统、无线遥控系统等。

（5）家用电器。由于单片机价格低廉、体积小、逻辑判断和控制功能强，且内部具有定时/计数器，所以广泛用于家电设备。例如，洗衣机、电冰箱、微波炉、高级智能玩具、电子门铃、家用防盗报警器等，配上单片机后，提高了自动化程度，增加了功能，备受人们的喜爱。总之，单片机将使人类的生活更加方便舒适、丰富多彩。