3.3 单片机

单片机（Single Chip Microcomputer，SCM）又称为单片微控制器或单片微型计算机，是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理单元（CPU）、随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、多种I/O接口和中断系统、定时器/计时器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。图3-53所示为一款单片机产品。

图3-53 单片机

从20世纪80年代的4位、8位单片机，逐步发展到了现在的32位300MB的高速单片机。

Intel的8080是最早按照这种思想设计出的单片机，当时的单片机都是8位或4位的。其中最成功的是Intel的8031，此后在8031的基础上发展出了MCS51系列单片机，因为其简单可靠且性能好获得了很大的好评。尽管2000年以后ARM已经发展出了32位的主频超过300MB的高端单片机，但是直到现在基于8031的单片机还在广泛的使用。

由于单片机体积小、功能强，可以将控制电路和控制芯片集成在一块芯片中，便于缩小体积。在设计时只需要对单片机进行简单编程即可实现对设备的控制。图3-54和图3-55所示的是遥控小车和遥控飞机，这两个设备的结构简单，除了必需的机械设备外，其控制电路板很小，具有非常高的集成度，大大缩小了设备整体的体积。

图3-54 遥控小车

图3-55 遥控飞机

单片机已经渗透到我们生活中的各个领域，例如，导弹的导航装置电路板、飞机上各种仪表的控制、计算机的网络通信与数据传输、工业自动化过程的实时控制和数据处理、民用豪华轿车的安全保障系统，以及录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制和程控玩具、电子宠物等都离不开单片机。此外，单片机在工商、金融、科研、教育、电力、通信、物流、国防、航空航天等领域都有着十分广泛的用途。