單片機(jī)是什么

其實(shí)單片機(jī)的前身是單板機(jī)。將CPU芯片、存儲(chǔ)器芯片、I/O接口芯片和簡(jiǎn)單的I/O設(shè)備（小鍵盤、LED顯示器）【I指的是輸入，O指的是輸出】裝配在一塊印刷電路板上，再配上監(jiān)控程序（固化在ROM中），就構(gòu)成了一臺(tái)單板微型計(jì)算機(jī)（簡(jiǎn)稱單板機(jī)）。這就是起初的單板機(jī)。但是它軟件資源少，用起來不方便，早期主要用教學(xué)和簡(jiǎn)單地測(cè)控，現(xiàn)在看來比較低端，所以基本上是淘汰了。

我們?cè)倏船F(xiàn)在的單片機(jī)。

在一片集成電路芯片上集成微處理器、存儲(chǔ)器、I/O接口電路，從而構(gòu)成了單芯片微型計(jì)算機(jī)，就是單片機(jī)。

單片機(jī)的應(yīng)用范圍

單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。更不用說自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)學(xué)器械以及各種智能機(jī)械了。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、航空航天、設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域。

單片機(jī)的燒寫原理

有三種方式：

1、把單片機(jī)當(dāng)做一個(gè)ROM芯片，早期的單片機(jī)都是如此。將單片機(jī)放在通用編程上編程時(shí)，就像給28C256這樣的ROM中寫程序的過程一樣。只是不同的單片機(jī)使用的端口，編程用的時(shí)序不一樣。

2、像AT89S52或AVR單片機(jī)一樣，在單片機(jī)上有SPI接口，這時(shí)用的下到線將程序燒寫到單片機(jī)中。這時(shí)不同的是，單片機(jī)的CPU除了執(zhí)行單片機(jī)本身的指令之外，還能執(zhí)行對(duì)ROM進(jìn)行操作的特殊指令，如ROM擦除、燒寫和校驗(yàn)指令。在編程ROM時(shí)，下到線先通過傳輸這些指令給CPU執(zhí)行(擦除ROM、讀入數(shù)據(jù)、燒寫ROM、和校驗(yàn)ROM)，這樣完成對(duì)單片機(jī)的ROM的燒寫。

3、引導(dǎo)程序，即單片機(jī)中已經(jīng)存在了一個(gè)燒寫程序。啟動(dòng)單片機(jī)時(shí)首先運(yùn)行這程序，程序判斷端口狀態(tài)，如果符合“要燒寫ROM”的狀態(tài)存在，就從某個(gè)端口(串口、SPI等等)讀取數(shù)據(jù)，然后寫入到單片機(jī)的ROM中。如果沒有“要燒寫ROM”的狀態(tài)，就轉(zhuǎn)到用戶的程序開始執(zhí)行。像AVR單片機(jī)的bootloader方式、STC的串口下的方式，還有其他單片機(jī)的串口編程等等都是這樣。

搞單片機(jī)開發(fā)，一定要會(huì)C嗎?

匯編語言是一種用文字助記符來表示機(jī)器指令的符號(hào)語言，是接近機(jī)器碼的一種語言。其主要優(yōu)點(diǎn)是占用資源少、程序執(zhí)行效率很高。但是不同的CPU，其匯編語言可能有所差異，所以不易移植。

對(duì)于目前普遍使用的RISC架構(gòu)的8bit MCU來說，其內(nèi)部ROM、RAM、STACK等資源都有限，如果使用C語言編寫，一條C語言指令編譯后，會(huì)變成很多條機(jī)器碼，很容易出現(xiàn)ROM空間不夠、堆棧溢出等問題。而且一些單片機(jī)廠家也不一定能提供C編譯器。而匯編語言，一條指令就對(duì)應(yīng)一個(gè)機(jī)器碼，每一步執(zhí)行什么動(dòng)作都很清楚，并且程序大小和堆棧調(diào)用情況都容易控制，調(diào)試起來也比較方便。所以在資源較少單片機(jī)開發(fā)中，我們還是建議采用匯編語言比較好。

而C語言是一種編譯型程序設(shè)計(jì)語言，它兼顧了多種語言的特點(diǎn)，并具備匯編語言的功能。C語言有功能豐富的庫(kù)函數(shù)、運(yùn)算速度快、編譯效率很高、有良好的可移植性，而且可以直接實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)硬件的控制。C語言是一種結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語言，它支持當(dāng)前程序設(shè)計(jì)中廣泛采用的由頂向下結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)技術(shù)。此外，C語言程序具有完善的模塊程序結(jié)構(gòu)，從而為軟件開發(fā)中采用模塊化程序設(shè)計(jì)方法提供了有力的保障。因此，使用C語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)已成為軟件開發(fā)的一個(gè)主流。用C語言來編寫目標(biāo)系統(tǒng)軟件，會(huì)大大縮短開發(fā)周期，且明顯地增加軟件的可讀性，便于改進(jìn)和擴(kuò)充，從而研制出規(guī)模更大、性能更完備的系統(tǒng)。