1.1 单片机的基本知识

1.1.1 单片机的作用

单片机是单片微型计算机的简称，它用于智能控制领域，所以通常将其称为微电脑或微型控制器（英文缩写为MCU）。设计人员根据人们生产和生活的需求，可以选用一些元器件，将这些元器件和单片机通过导线连接成一个完整的电路。要使该电路按我们的思路去工作，要用专用的语言将我们的思路编写成一定的程序，烧入单片机内，这样上电后，单片机就会根据我们的思路去控制外围元器件工作，满足我们的需求。

1.1.2 单片机的结构

单片机和普通微型计算机一样都由中央处理器（CPU）、存储器（RAM和ROM）和输入/输出接口（称为I/O口）等组成，但它们的结构有很大的不同，详见表1-1。

表1-1 普通微型计算机和单片机在结构上的相同点和不同点

1.1.3 单片机的封装

单片机的外形（封装）有直插式和表面安装式两种，详见表1-2。

表1-2 单片机的外形（封装）

1.1.4 单片机的应用场合

计算机性能好、功能强，但价格贵、体积大，而单片机价格低廉、体积小、种类丰富、功能齐全，因此在控制领域有广泛的应用，如下所示：

1）在家电领域，如彩电、电冰箱、空调器、洗衣机的控制系统，以及中高档微波炉、电风扇、电饭煲等。

2）在通信领域，如移动电话、传真机、调制解调器、程控交换机、智能线路检测仪等。

3）在商业领域，如自动售货机、防盗报警系统、IC卡等。

4）在工业领域，如无人操作系统、机械手、工业生产过程控制、生产自动化、数控机床、设备管理、远程监控、智能仪表等。

5）在汽车领域，如汽车智能化检测系统、汽车自动诊断系统、交通信息的接收系统、汽车卫星定位系统、汽车音响等。

6）在航空、航天和军事领域也有广泛的应用。

1.1.5 单片机控制系统的基本结构

单片机控制系统包含硬件部分和软件（程序代码）部分。

硬件部分就像人的身体（不含大脑内的思想），包含输入部分、控制器、驱动部分和负载这几部分。控制器（单片机）根据输入的信号，经过处理后，输出控制信号，作用于驱动电路，从而控制相应的负载按设计者的思想去完成工作，如图1-1所示。

图1-1 单片机控制系统的硬件基本结构

软件部分就像人的大脑内的思想。要使单片机按设计者的想法去完成控制工作，设计者就要把自己的想法用特定的语言（如C语言、汇编语言等）编写成程序代码，并输入、存储在单片机内部的存储器内，于是单片机就有了思想，就能按设计者的意愿去进行控制。

1.1.6 单片机控制系统的开发过程

1）根据控制系统要完成的工作任务选取元器件。

2）根据元器件的特性和电路原理将其连接成完整的电路。

3）根据工作任务编写程序。

4）调试、修改程序，下载（烧入）单片机，使之满足工作任务的需要。

5）制作单片机控制系统成品，批量生产。

注：对于很多控制系统，第1）～4）步可以在实训板（开发板）上进行模拟，成功后再选用元器件连接成硬件电路，烧入程序，制作控制系统成品。