單片機(jī)原理及應(yīng)用范圍 單片機(jī)的工作過(guò)程是怎么樣的

一、單片機(jī)原理及應(yīng)用范圍

單片機(jī)又稱(chēng)單片微控制器，它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片，而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上，相當(dāng)于一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)。很多朋友可能聽(tīng)過(guò)單片機(jī)，但對(duì)單片機(jī)不太了解，下面為大家介紹一下單片機(jī)的工作原理以及應(yīng)用范圍：

1、單片機(jī)的原理

單片機(jī)主要由運(yùn)算器、控制器和寄存器三大部分構(gòu)成。其中，運(yùn)算器由算術(shù)邏輯單元（ALU）、累加器、寄存器等構(gòu)成，首先累加器和寄存器向ALU輸入兩個(gè)8位源數(shù)據(jù)，其次ALU完成源數(shù)據(jù)的邏輯運(yùn)算，最后將運(yùn)算結(jié)果存入寄存器中。控制器由程序計(jì)數(shù)器、指令寄存器、指令譯碼器、時(shí)序發(fā)生器和操作控制器等構(gòu)成，是一個(gè)下達(dá)命令的“組織”，用于協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)各部分之間的運(yùn)作。寄存器主要有累加器A、數(shù)據(jù)寄存器DR、指令寄存器IR、指令譯碼器ID、程序計(jì)數(shù)器PC、地址寄存器AR等。

在微處理器內(nèi)部運(yùn)算器、控制器、寄存器之間是相互連接的，由控制器向各部分發(fā)布操作命令，運(yùn)算器接到命令后進(jìn)行相應(yīng)運(yùn)算，并將運(yùn)算后結(jié)果存入相應(yīng)的寄存器中。

2、單片機(jī)的應(yīng)用范圍

單片機(jī)現(xiàn)已滲透到我們?nèi)粘Ｉ钪械母鱾€(gè)領(lǐng)域，小到家用電器、儀器儀表，大到醫(yī)療器械、航空航天，無(wú)不存在著單片機(jī)的身影：

（1）在儀器儀表領(lǐng)域，一旦采用單片機(jī)對(duì)其進(jìn)行控制，便使得儀器儀表變得數(shù)字化、智能化、微型化，且其功能更加強(qiáng)大。

（2）在家用電器領(lǐng)域，已廣泛實(shí)現(xiàn)了家用電器的單片機(jī)控制，如電飯煲、電冰箱、空調(diào)、彩電、音響等等。

（3）在網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域，手機(jī)、小型程控交換機(jī)、樓宇自動(dòng)通信呼叫系統(tǒng)等等都已實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)控制，且單片機(jī)普遍具備通信接口，使得通信設(shè)備可以方便地與計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

（4）在工業(yè)控制領(lǐng)域，可以使用單片機(jī)構(gòu)成多種多樣的控制系統(tǒng)，如工廠(chǎng)流水線(xiàn)的智能化管理、電梯智能化控制、各種報(bào)警系統(tǒng)、與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級(jí)控制系統(tǒng)等。

（5）在醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域，單片機(jī)也極大的實(shí)現(xiàn)了它的價(jià)值，已廣泛應(yīng)用于各種分析儀、監(jiān)護(hù)儀、病床呼叫系統(tǒng)、醫(yī)用呼吸機(jī)等醫(yī)療設(shè)備中。

（6）在模塊化系統(tǒng)中，可利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)特定功能，進(jìn)行模塊化應(yīng)用，而不要求操作人員了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這樣做大大地縮小了體積、簡(jiǎn)化了電路，也降低了損壞率、錯(cuò)誤率。

（7）在汽車(chē)電子領(lǐng)域，單片機(jī)已廣泛應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)控制器、GPS導(dǎo)航系統(tǒng)、ABS防抱死系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)中。

（8）除上述應(yīng)用外，單片機(jī)在工商、金融、教育、物流等領(lǐng)域都或多或少有所應(yīng)用。

二、單片機(jī)的工作過(guò)程是怎么樣的

單片機(jī)由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備構(gòu)成，它的工作過(guò)程是一個(gè)不斷“獲取指令-分析指令-執(zhí)行指令”的過(guò)程，具體的過(guò)程如下：

1、單片機(jī)的程序以一條一條指令的形式存放在程序存儲(chǔ)器中，單片機(jī)開(kāi)始工作后，就從程序存儲(chǔ)器的特定位置開(kāi)始取指令。

2、然后由單片機(jī)內(nèi)部的控制器對(duì)指令進(jìn)行分析，根據(jù)指令要求，進(jìn)行“取數(shù)、送數(shù)、算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、跳轉(zhuǎn)”等基本操作中的一種或幾種，這些操作都在一個(gè)規(guī)定的周期中完成。

3、執(zhí)行完這些操作以后，到下一個(gè)存儲(chǔ)器單元中取指令，重復(fù)剛才的操作（當(dāng)然，這些要執(zhí)行的操作具體內(nèi)容可能跟上一次不一樣了），如此不斷重復(fù)，直到斷電為止。