單片機(jī)（有時(shí)稱為MCU或微控制器）是一個(gè)集成電路（IC），通常用于特定應(yīng)用程序，旨在執(zhí)行某些任務(wù)。在某些情況下必須自動(dòng)控制的產(chǎn)品和設(shè)備，如電器、電動(dòng)工具、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)等就是很好的例子，但單片機(jī)的覆蓋范圍遠(yuǎn)不止這些應(yīng)用。

從本質(zhì)上講，單片機(jī)的會(huì)從外部接收和處理一些數(shù)據(jù)，并根據(jù)收集到的信息輸出某些操作。單片機(jī)相對(duì)于64位電腦CPU，MCU通常以較低的速度運(yùn)行，大約在1MHz至200MHz范圍內(nèi)，并且并且需要設(shè)計(jì)為低功耗模式，因?yàn)樗鼈兦度朐谄渌O(shè)備中，這對(duì)電量的消耗就有了嚴(yán)格的要求。

一、單片機(jī)內(nèi)部有哪些基本組件？

單片機(jī)可以被看作是一臺(tái)小型計(jì)算機(jī)，這是因?yàn)樗锩娴幕窘M件：中央處理單元（CPU）、隨機(jī)訪問(wèn)內(nèi)存（RAM）、閃存、串行總線接口、輸入/輸出端口（I/O端口），以及在許多情況下，電氣可擦除可編程僅讀存儲(chǔ)器（EEPROM）。

二、單片機(jī)CPU的設(shè)計(jì)

CPU（有時(shí)稱為處理器或微處理器）控制其接收的所有指令/數(shù)據(jù)流。你可以把它看作是系統(tǒng)的大腦，處理它接收和執(zhí)行所需指令的所有數(shù)據(jù)輸入。其兩個(gè)主要組成部分是執(zhí)行算術(shù)和邏輯操作的算術(shù)邏輯單元（ALU）和處理處理器的所有指令執(zhí)行的控制單元（CU）。下圖為CPU經(jīng)歷的通常的"機(jī)器周期"。

三、單片機(jī)RAM

RAM是一個(gè)臨時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的組件，可以快速訪問(wèn)。它為存儲(chǔ)設(shè)備提供快速讀寫訪問(wèn)。這與大多數(shù)其他記憶不同，因?yàn)樘崛?shù)據(jù)需要更長(zhǎng)的時(shí)間，因?yàn)閿?shù)據(jù)不容易獲得。您可以將其視為RAM能夠訪問(wèn)數(shù)據(jù)表面（很容易到達(dá)），但任何深入挖掘的都需要不同類型的內(nèi)存。RAM提高了系統(tǒng)的整體性能，因?yàn)樗试S單片機(jī)同時(shí)處理更多信息。由于RAM是臨時(shí)數(shù)據(jù)，因此當(dāng)單片機(jī)關(guān)閉時(shí)，其內(nèi)容總是被擦除。

四、單片機(jī)中ROM的使用

ROM是一種非易失性內(nèi)存，與RAM不同，它保留其數(shù)據(jù)的時(shí)間較長(zhǎng)，即使單片機(jī)已關(guān)閉。這將保留您可能上傳到單片機(jī)的已保存程序。閃存一次寫給"塊"或"段"，因此如果您只需要重寫一個(gè)字節(jié)，ROM將需要重新編寫字節(jié)所位于的整個(gè)“塊”。

五、單片機(jī)中的電子環(huán)境影響器是什么？

EEPROM就像ROM，是一種非易失性內(nèi)存，即使在關(guān)機(jī)后仍保留其數(shù)據(jù)。不同的是，雖然閃存重寫了字節(jié)的"方塊"，EEPROM可以在任何時(shí)候重寫任何特定字節(jié)。與閃存相比，這延長(zhǎng)了EEPROM的壽命，但也意味著它更加昂貴。

六、串行總線接口

串行總線接口是單片機(jī)中的串行通信，一次發(fā)送一點(diǎn)數(shù)據(jù)。它使用微控制板將集成電路與打印電路板（PCB）上的信號(hào)痕跡連接起來(lái)。對(duì)于IC，他們使用串行總線傳輸數(shù)據(jù)，以減少封裝中的引腳數(shù)量，使其更具成本效益。IC中串行總線的示例是SPI或I2C。

七、單片機(jī)I/O端口

I/O端口是單片機(jī)用于連接到真實(shí)世界應(yīng)用的端口。輸入接收現(xiàn)實(shí)世界中的變化，從溫度感應(yīng)到運(yùn)動(dòng)感應(yīng)，到按下按鈕等等。然后，輸入轉(zhuǎn)到CPU并決定如何處理該信息。當(dāng)需要根據(jù)輸入的某個(gè)值進(jìn)行某個(gè)命令時(shí)，它會(huì)向輸出端口發(fā)送信號(hào)，從簡(jiǎn)單的LED燈關(guān)閉到運(yùn)行特定部分的電機(jī)。下圖為一些常見(jiàn)的輸入和輸出組件。