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單片機

單片機是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），由運算器，控制器，存儲器，輸入輸出設備等構成，相當于一個微型的計算機。與應用在個人電腦中的通用型微處理器相比，它更強調自供應（不用外接硬件）和節約成本。它很大優點是體積小，可放在儀表內部，但存儲量小，輸入輸出接口簡單，功能較低。由于其發展非常迅速，舊的單片機的定義已不能滿足，所以在很多應用場合被稱為范圍更廣的微控制器；已經從上世紀80年代的4位、8位單片機，發展到現在的32位甚至64位的高速單片機。

單片機出現的歷史并不長，但發展十分迅猛。它的產生與發展和微處理器的產生與發展大體同步，自1971年美國Intel公司首先推出4位微處理器以來，它的發展到目前為止大致可分為5個階段。

單片機的特點是編程、維護相對復雜，編程方式常用C語言或者匯編語言，成本較低，I/O接口相對有限。

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單片機的應用屬于芯片級應用，需要用戶（單片機學習者與使用者）了解單片機芯片的結構和指令系統以及其它集成電路應用技術和系統設計所需要的理論和技術，用這樣特定的芯片設計應用程序，從而使該芯片具備特定的功能。

不同的單片機有著不同的硬件特征和軟件特征，即它們的技術特征均不盡相同，硬件特征取決于單片機芯片的內部結構，用戶要使用某種單片機，必須了解該型產品是否滿足需要的功能和應用系統所要求的特性指標。這里的技術特征包括功能特性、控制特性和電氣特性等等，這些信息需要從生產廠商的技術手冊中得到。軟件特征是指指令系統特性和開發支持環境，指令特性即我們熟悉的單片機的尋址方式，數據處理和邏輯處理方式，輸入輸出特性及對電源的要求等等。開發支持的環境包括指令的兼容及可移植性，支持軟件(包含可支持開發應用程序的軟件資源)及硬件資源。要利用某型號單片機開發自己的應用系統，掌握其結構特征和技術特征是必須的。

單片機控制系統能夠取代以前利用復雜電子線路或數字電路構成的控制系統，可以以軟件控制來實現，并能夠實現智能化，現在單片機控制范疇無所不在，例如通信產品、家用電器、智能儀器儀表、過程控制和控制裝置等等，單片機的應用領域越來越廣泛。

誠然，單片機的應用意義遠不限于它的應用范疇或由此帶來的經濟效益，更重要的是它已從根本上改變了傳統的控制方法和設計思想。是控制技術的一次革命，是一座重要的里程碑。

搞單片機開發，一定要會C嗎?

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

對于目前普遍使用的RISC架構的8bit MCU來說，其內部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，會變成很多條機器碼，很容易出現ROM空間不夠、堆棧溢出等問題。而且一些單片機廠家也不一定能提供C編譯器。而匯編語言，一條指令就對應一個機器碼，每一步執行什么動作都很清楚，并且程序大小和堆棧調用情況都容易控制，調試起來也比較方便。所以在資源較少單片機開發中，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計語言，它兼顧了多種語言的特點，并具備匯編語言的功能。C語言有功能豐富的庫函數、運算速度快、編譯效率很高、有良好的可移植性，而且可以直接實現對系統硬件的控制。C語言是一種結構化程序設計語言，它支持當前程序設計中廣泛采用的由頂向下結構化程序設計技術。此外，C語言程序具有完善的模塊程序結構，從而為軟件開發中采用模塊化程序設計方法提供了有力的保障。因此，使用C語言進行程序設計已成為軟件開發的一個主流。用C語言來編寫目標系統軟件，會大大縮短開發周期，且明顯地增加軟件的可讀性，便于改進和擴充，從而研制出規模更大、性能更完備的系統。