对大部分人而言,也许听说过CPU,却不一定听说过“单片机”。那么,单片机是什么?好吃吗?如果你正准备享受一顿丰富的午餐,那么很抱歉~这可提不起你的胃口——但如果你是个技术宅的话,那么研究单片机一定是一个不错的选择。因为既然你知道CPU的强悍功能,单片机不算CPU的兄弟的话,也算是亲戚了。因为一块单片机具有一个完整计算机所需要的大部分部件:CPU、内存、内部和外部总线系统,目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器,实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。什么!?单片机具有CPU,是的,你没看错,但。。。你是在想拿单片机去开黑了?!。。。不不不,你误解单片机了,虽说单片机含有CPU,但普通的单片机并没有台式机内的CPU强大,那么首先我们就从CPU来了解单片机。
CPU,
Central Processing Unit,传说中的中央处理器,是一块超大规模的集成电路,就这一点上和单片机表面很相似,因为其核心功能是高速计算,及解释计算机指令以及处理数据。一个台式机上的CPU主要包括运算逻辑部件、寄存器部件和控制部件。逻辑部件,是计算的核心处理部位,0、1的逻辑指令就是用这部分进行处理的,逻辑部分能进行大量的浮点运算,其实浮点运算的快慢也是决定CPU处理快慢的一个重要因素。寄存器,是用来保存指令执行过程中临时存放的寄存器操作数和中间或最终的操作结果,因为在主板上,虽然CPU与内存和硬盘的距离并不远,但在电路板上,之间的传输距离却很长,因此需要一个暂时的存储设备来缓存CPU刚处理完的数据。而控制部件要是负责对指令译码,并且发出为完成每条指令所要执行的各个操作的控制信号。CPU的性能参数主要有主频,外频,总线频率,倍频系数及多级缓存决定。其中主频的重要以为多数人所知,主频赫兹越高,CPU处理数据的速度就越快,而CPU的主频=外频×倍频系数,所以在粗略了解一款CPU性能的时候,重视其主频很重要。
单片机的工作原理从基本上与其类似,只是一般情况下不会达到现主流CPU的主频或位数,但它的应用面可并不窄,渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域,都已经离不开它。
台式机的大主板可无法用在智能小机械上,因此单片机进行了高度集成化,不只是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机。概括的讲:一块芯片就成了一台计算机。而它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。而他的核心运算功能,类比我们所熟悉的CPU就行了。