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单片机（Microcontrollers）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器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）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，在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的300M的高速单片机。
单片机应用分类
通用型
这是按单片机（Microcontrollers）适用范围来区分的。例如，80C51式通用型单片机，它不是为某种专门用途设计的；专用型单片机是针对一类产品甚至某一个产品设计生产的，例如为了满足电子体温计的要求，在片内集成ADC接口等功能的温度测量控制电路。
总线型
单片机这是按单片机（Microcontrollers）是否提供并行总线来区分的。总线型单片机普遍设置有并行地址总线、 数据总线、控制总线，这些引脚用以扩展并行外围器件都可通过串行口与单片机连接，另外，许多单片机已把所需要的外围器件及外设接口集成一片内，因此在许多情况下可以不要并行扩展总线，大大减省封装成本和芯片体积，这类单片机称为非总线型单片机。
控制型
这是按照单片机（Microcontrollers）大致应用的领域进行区分的。一般而言，工控型寻址范围大，运算能力强；用于家电的单片机多为专用型，通常是小封装、低价格，外围器件和外设接口集成度高。 显然，上述分类并不是惟一的和严格的。例如，80C51类单片机既是通用型又是总线型，还可以作工控用。
单片机硬件特性
1、主流单片机包括CPU、4KB容量的RAM、128 KB容量的ROM、 2个16位定时/计数器、4个8位并行口、全双工串口行口、ADC/DAC、SPI、I2C、ISP、IAP。
2、系统结构简单，使用方便，实现模块化；
3、单片机可靠性高，可工作到10^6 ~10^7小时无故障；
4、处理功能强，速度快。
5、低电压，低功耗，便于生产便携式产品
6、控制功能强
7、环境适应能力强
单片机基本结构
1.运算器
运算器由运算部件——算术逻辑单元（Arithmetic & Logical Unit，简称ALU）、累加器和寄存器等几部分组成。ALU的作用是把传来的数据进行算术或逻辑运算，输入来源为两个8位数据，分别来自累加器和数据寄存器。ALU能完成对这两个数据进行加、减、与、或、比较大小等操作，最后将结果存入累加器。例如，两个数6和7相加，在相加之前，操作数6放在累加器中，7放在数据寄存器中，当执行加法指令时，ALU即把两个数相加并把结果13存入累加器，取代累加器原来的内容6。
运算器有两个功能：
（1） 执行各种算术运算。
（2） 执行各种逻辑运算，并进行逻辑测试，如零值测试或两个值的比较。
运算器所执行全部操作都是由控制器发出的控制信号来指挥的，并且，一个算术操作产生一个运算结果，一个逻辑操作产生一个判决。
2.控制器
控制器由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序发生器和操作控制器等组成，是发布命令的“决策机构”，即协调和指挥整个微机系统的操作。其主要功能有：
（1） 从内存中取出一条指令，并指出下一条指令在内存中的位置。
（2） 对指令进行译码和测试，并产生相应的操作控制信号，以便于执行规定的动作。
（3） 指挥并控制CPU、内存和输入输出设备之间数据流动的方向。
微处理器内通过内部总线把ALU、计数器、寄存器和控制部分互联，并通过外部总线与外部的存储器、输入输出接口电路联接。外部总线又称为系统总线，分为数据总线DB、地址总线AB和控制总线CB。通过输入输出接口电路，实现与各种外围设备连接。
3.主要寄存器
（1）累加器A
累加器A是微处理器中使用最频繁的寄存器。在算术和逻辑运算时它有双功能：运算前，用于保存一个操作数；运算后，用于保存所得的和、差或逻辑运算结果。
（2）数据寄存器DR
数据寄存器通过数据总线向存储器和输入/输出设备送（写）或取（读）数据的暂存单元。它可以保存一条正在译码的指令，也可以保存正在送往存储器中存储的一个数据字节等等。
（3）指令寄存器IR和指令译码器ID
指令包括操作码和操作数。指令寄存器是用来保存当前正在执行的一条指令。当执行一条指令时，先把它从内存中取到数据寄存器中，然后再传送到指令寄存器。当系统执行给定的指令时，必须对操作码进行译码，以确定所要求的操作，指令译码器就是负责这项工作的。其中，指令寄存器中操作码字段的输出就是指令译码器的输入。
（4）程序计数器PC
PC用于确定下一条指令的地址，以保证程序能够连续地执行下去，因此通常又被称为指令地址计数器。在程序开始执行前必须将程序的第一条指令的内存单元地址（即程序的首地址）送入PC，使它总是指向下一条要执行指令的地址。
（5）地址寄存器AR
地址寄存器用于保存当前CPU所要访问的内存单元或I/O设备的地址。由于内存与CPU之间存在着速度上的差异，所以必须使用地址寄存器来保持地址信息，直到内存读/写操作完成为止。
显然，当CPU向存储器存数据、CPU从内存取数据和CPU从内存读出指令时，都要用到地址寄存器和数据寄存器。同样，如果把外围设备的地址作为内存地址单元来看的话，那么当CPU和外围设备交换信息时，也需要用到地址寄存器和数据寄存器。
单片机编程入门之基本思路和写法
学习单片机最主要的是学习写程序的方法，程序的功能千变万化，是学不完的，只有掌握了一定方法，才能用这种方法去写新的程序。
以c语言写的单片机程序为例，程序总是从main程序开始，然后顺序执行到main结束。由此可知，程序必须包含而且只能包含一个main程序，也就是常说的主程序。
main（）
{
主程序的内容。。。。。。
}
实际使用中还需要在main程序中建立一个主循环体while 或者do while，主循环体可以是死循环，也可以是条件循环，如下：
main（）2 I- l5 q. e， B“ t4 i） ~9 H： U
{” r h7 F） J5 G$ C5 C
while（1）
{
死循环体内的程序会循环执行* E& K） T7 c7 a7 u
}
}
/////////////////////////////////////////////////////////
main（）
{
2 e p# y- J！ V/ O
while（Flag）
{$ Z8 Y6 y‘ }$ m5 z（ k
条件循环体内的程序会根据Flag的值的变化循环执行或者跳出循环
}“ J% @0 q* p0 ？： s& C
}4 Z2 E. ^* K2 ［ u+ @. {
/////////////////////////////////////////////////////////。 u” D6 h！ E（ m
main（）& ？6 l7 i！ x# q+ W/ u
{
程序会顺序执行
while（1）； //在此处停止
}
////////////////////////////////////////////////////////
一般第一种用的最多，所有的需要循环执行的程序都放在主循环体内，然后内部有可以再增加多个条件循环体。
main程序的开始一般要做哪些工作呢？再单片机中，c语言再进入main程序的入口时会自动添加一些单片机的初始化工作，使单片机处在准备工作的状态。但仅仅单片机内部做的并不一定似乎我们需要的，所以main程序的开始我们还需要些一些自己初始化的代码，比如开机时候的各个端口的状态，声明的一些变量的初始化数值，定时器或者其他外设的初始化等，凡是需要在第一时间就需要设置的部分都再这个部分完成，然后到了主循环while部分，既然是循环，就说明循环体内的程序是顺序并循环执行的，什么语句需要放在这个里面呢？那就是需要随时变化的端口量，数值等，比方说，时钟，时钟是不停变化的，就需要循环的读取时钟的数值，然后更新数据到显示器件上（数码管或液晶或者电脑端），再比方按键，因为我们不知道什么时候会按下按键，所有最简单的方法就是不停的检测按键端口的变化，这个也必须放在主循环体内，以保证检测按键的时效性
举例说明：开机后P1.1连接的LED点亮，然后随这按键的按下LED熄灭，释放按键在点亮，设置P3.4端口按键3
sbit LED=P1^1;* k/ ］- L（ H. w： `1 B
sbit KEY=P3^4; //定义按键端口，可以根据硬件连接不同更改到其他端口） i* C; r* m“ O- x！ ~3 }
9 b9 Z， w* j3 ］
main（）
{。 ］！ d& v6 ［1 E7 z4 h& o
LED=0;//这里以低电平点亮LED为例子，这个语句是初始化端口8 p+ h* Q4 B- m！ @
while（1）/ e. a： u（ Q1 O. @6 |8 _
{* w; W# F6 E+ ; r8 R P： I
if（KEY） //检测按键端口是否为1，如果为1表示没有按下，如果为0表示按键按下% Q% G4 e$ X* ］3 e% ` L
LED=0;//没有按下则LED点亮： ［’ b8 ~） k& Q3 h‘ C r
else
LED=1;//按下则LED熄灭+ ］# L& U’ D/ _） K‘ Y4 J
}% d） D6 g8 9 a2 s5 K1 |$ _* P！ o
}
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