单片机其实不难

对于大学读电子方面专业的同学们，肯定知道有这么一个神奇的元器件，它枯燥难懂，但也十分吸引人，它就是我们今天要讲的元器件--单片机

单片机作为工业控制领域里面最核心的部件，它存在于每一台机器，小到扫地机器人，大到飞机导弹，它无处不在，但人们对它们的存在却是知之甚少，就让作者和大家一起揭开它的层层面纱吧。

机器内部的控制板

单片机又称微控制器,它把一个计算机系统集成到一个芯片上。它像一台电脑一样，具备解决逻辑问题的能力，并且可以通过外部引脚进行信号的输入与输出。只需要根据逻辑去编写程序，就可以控制包括开关器件（继电器，mos管，三极管，晶闸管）、指示器件（显示屏，指示灯，喇叭）等，外加各类输入器件（各类感应器件，热敏光敏电阻等）而构成一整套控制系统

随着半导体工业的发展单片机已经发展得越来越厉害，从最初的4位单片机，到8位单片机（典型代表就是51内核类），还有16位，甚至32位（典型代表ARM内核类），市面上的单片机型号也是多如牛毛，但无论是多么厉害的单片机，其都是由以下几部分构成的。

32位的ARM内核单片机

Arduino也输于单片机

1. CPU--CPU是单片机内部负责进行算术运算的单元，它负责处理各类指令，包括对RAM的操作，ROM的操作，以及外设的控制等。

2. RAM--数据存储器，也称随机存储器，它负责存放一些CPU需要计算的数值的存放，包括运算过程产生的中间值。它只能在整个单片机供电的情况下才能存储数据，一但掉电，数据将丢失。

3. ROM--程序存储器，ROM是在整个系统未启动之前已经把数据烧录进去的一类存储器，原有的数据不会随着系统运行而改变，它即使在断电情况下也能存储数据，所有又叫做非易失性存储器，主要用来存储运行程序，和一些系统运行时所需要的一些参数。

4. 时钟--如果说CPU相当于人类的大脑，RAM就是人目前的记忆，而ROM就是本能的记忆（像人类的动作一样，比如如何吃饭，如何洗澡一样），那时钟就是心脏，它负责整个系统能持续运行下去的动力，CPU的每一个动作，都需要一个节拍来控制，而时钟就是这个节拍。

5. 外设--外设就是各种定时器（用来统计时间），串口（用来进行通信），ADC（模拟信号转数字信号，单片机内部是基于数字信号的，用于输入模拟信号），DAC（数字转模拟，用于输出模拟信号），GPIO（就是IO口，用于输出信号），PWM（用于控制输出PWM信号）等，除了系统核心外的都统称为外设，还有一些厉害的单片机，还具备有以太网

下图是作者对于单片机内部的注释，分为三部分，分别是系统核心，外设，时钟

51内核单片机内部图

只要我们理解单片机内部的每一部分的作用，再配合单片机的数据手册对于单片机的使用就会变得信手掂来。好了，因篇幅有限，单片机就先说到这里了，之后可能要写一下关于如何编写代码操作单片机的内容