单片机的原理介绍

单片机的主要工作原理什么~

单片机原理是指一种在线式实时控制计算机的原理方式。在线式就是现场控制，需要的是有较强的抗干扰能力，较低的成本，这也是和离线式计算机（比如家用PC）的主要区别。
单片机就是一个微型电脑，它是靠程序工作的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能。
单片机又称单片微控制器,它不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，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。

扩展资料：

单片机正常工作的三大条件：
1、单片机供电电源正常
供电电源是单片机工作的首要条件，如果电源都不正常，那单片机肯定不能正常工作，所以我们在测试任何产品之前首要的工作就是测量芯片及产品的供电电源。
出现电源不正常的情况，主要查找以下几点：电源供电是否正常、芯片是否存在短路现象、芯片的电源管脚是否虚焊或者漏焊、芯片的电源管脚是否有开路现象。
2、单片机复位管教不能出现复位信号
单片机一直处于复位状态，那么单片机的程序肯定运行不正常，所以在遇到单片机不能正常工作且电源正常的情况下，就需要测量一下单片机的复位管脚是否有复位信号出现，不同的单片机的复位信号是不同的。
3、晶振是否起振
引起晶振起振的原因很多，包括晶振频率选择、电容的选择，如果晶振不起振主要查找以下几点：晶振是否与单片机的典型应用电路上使用的晶振频率不一致。
参考资料来源：百度百科-单片机

单片机就是按时钟周期，取出指命和数据，作出相关的硬件操作。就像人一样，在读一张药方抓药，因为只是一个人，也就是所谓的单核，每读一种药（要花的时间就是单片机的时钟周期）就去不同的地方找（单片机指命操作）。能否找到，要做出什么处理，就是人做的记录（程序判断，做出相应的数据存储器）。在找的过程中，可能会有人打断（单片机的中断）。做完这个工作后，该做什么，是发呆还是休息（单片机的休眠），一但有新的任务就又开始工作。

与电脑差不多，读入数据后，依据半导体进行逻辑运算，并把结果输出。

单片机的基本结构

运算器：用于实现算术和逻辑运算。计算机的运算和处理都在这里进行；

控制器：是计算机的控制指挥部件，使计算机各部份能自动协调的工作；

存储器：用于存放程序和数据；（又分为内存储器和外存储器，内存储器就如我们电脑的硬盘，外存储器就如我们的U盘）

输入设备：用于将程序和数据输入到计算机（例如我们电脑的键盘、扫描仪）；

输出设备：输出设备用于把计算机数据计算或加工的结果以用户需要的形式显示或保存（例如我们的打印机）。

注：1、通常把运算器和控制器合在一起称为中央处理器（Central Processing Unit）,简称CPU。
2、通常把外存储器、输入设备和输出设备合在一起称之为计算机的外部设备。

1 中央处理器（CPU）：
刚跟大家讲过，需要提醒的是MCS-51的CPU能处理8位二进制数或代码；

2 内部数据存储器（RAM）：
8051芯片共有256个RAM单元，其中后128单元被专用寄存器占用（稍后我们详解），能作为寄存器供用户使用的只是前128单元，用于存放可读写的数据。因此通常所说的内部数据存储器就是指前128单元，简称内部RAM。地址范围为00H~FFH（256B）。是一个多用多功能数据存储器，有数据存储、通用工作寄存器、堆栈、位地址等空间。

3 内部程序存储器（ROM）：
在前面也已讲过，8051内部有4KB的ROM，用于存放程序、原始数据或表格。因此称之为程序存储器，简称内部RAM。地址范围为0000H~FFFFH（64KB）。

4 定时器/计数器
8051共有2个16位的定时器/计数器，以实现定时或计数功能，并以其定时或计数结果对计算机进行控制。定时时靠内部分频时钟频率计数实现，做计数器时，对P3.4（T0）或P3.5（T1）端口的低电平脉冲计数。

5 并行I/O口
MCS-51共有4个8位的I/O口（P0、P1、P2、P3）以实现数据的输入输出。具体功能在后面章节中将会详细论述。

6 串行口
MCS-51有一个全双工的串行口，以实现单片机和其它设备之间的串行数据传送。该串行口功能较强，既可作为全双工异步通信收发器使用，也可作为移位器使用。RXD（ P3.0）脚为接收端口，TXD（P3.1）脚为发送端口。

7 中断控制系统
MCS-51单片机的中断功能较强，以满足不同控制应用的需要。共有5个中断源，即外中断2个，定时中断2个，串行中断1个，全部中断分为高级和低级共二个优先级别。

8 时钟电路
MCS-51芯片的内部有时钟电路，但石英晶体和微调电容需外接。时钟电路为单片机产生时钟脉冲序列。系统允许的晶振频率为12MHZ

51单片机执行指令的过程
单片机执行程序的过程，实际上就是执行我们所编制程序的过程。即逐条指令的过程。计算机每执行一条指令都可分为三个阶段进行。即取指令-----分析指令-----执行指令。

取指令的任务是：根据程序计数器PC中的值从程序存储器读出现行指令，送到指令寄存器。

分析指令阶段的任务是：将指令寄存器中的指令操作码取出后进行译码，分析其指令性质。如指令要求操作数，则寻找操作数地址。
计算机执行程序的过程实际上就是逐条指令地重复上述操作过程，直至遇到停机指令可循环等待指令。

一般计算机进行工作时，首先要通过外部设备把程序和数据通过输入接口电路和数据总线送入到存储器，然后逐条取出执行。但单片机中的程序一般事先我们都已通过写入器固化在片内或片外程序存储器中。因而一开机即可执行指令。

下面我们将举个实例来说明指令的执行过程：

开机时，程序计算器PC变为0000H。然后单片机在时序电路作用下自动进入执行程序过程。执行过程实际上就是取出指令（取

出存储器中事先存放的指令阶段）和执行指令（分析和执行指令）的循环过程。

例如执行指令：MOV A,#0E0H，其机器码为“74H E0H”，该指令的功能是把操作数E0H送入累加器，

0000H单元中已存放74H，0001H单元中已存放E0H。当单片机开始运行时，首先是进入取指阶段，其次序是：
1 程序计数器的内容（这时是0000H）送到地址寄存器；

2 程序计数器的内容自动加1（变为0001H）；

3 地址寄存器的内容（0000H）通过内部地址总线送到存储器，以存储器中地址译码电跟，使地址为0000H的单元被选中；

4 CPU使读控制线有效；

5 在读命令控制下被选中存储器单元的内容（此时应为74H）送到内部数据总线上，因为是取指阶段，所以该内容通过数据总线被送到指令寄存器。

至此，取指阶段完成，进入译码分析和执行指令阶段。
由于本次进入指令寄存器中的内容是74H（操作码），以译码器译码后单片机就会知道该指令是要将一个数送到A累加器，而该数是在这个代码的下一个存储单元。所以，执行该指令还必须把数据（E0H）从存储器中取出送到CPU，即还要在存储器中取第二个字节。其过程与取指阶段很相似，只是此时PC已为0001H。指令译码器结合时序部件，产生74H操作码的微操作系列，使数字E0H从0001H单元取出。因为指令是要求把取得的数送到A累加器，所以取出的数字经内部数据总线进入A累加器，而不是进入指令寄存器。至此，一条指令的执行完毕。单片机中PC=0002H，PC在CPU每次向存储器取指或取数时自动加1，单片机又进入下一取指阶段。这一过程一直重复下去，直至收到暂停指令或循环等待指令暂停。CPU就是这样一条一条地执行指令，完成所有规定的功能。

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上栗县19145081110： 单片机原理 - 搜狗百科？
由怎跌打： 它是一种在线式实时控制计算机,在线式就是现场控制,需要的是有较强的抗干扰能力,较低的成本,它内部也用和电脑功能类似的模块,比如CPU,内存,并行总线,还有和硬盘作用相同的存储器件. 单片机是靠程序的,并且可以修改.通过不同的程序实现不同的功能,尤其是特殊的独特的一些功能,这是别的器件需要费很大力气才能做到的,有些则是花大力气也很难做到的.一个不是很复杂的功能要是用美国50年代开发的74系列,或者60年代的CD4000系列这些纯硬件来搞定的话,电路一定是一块大PCB板!但是如果要是用美国70年代成功投放市场的系列单片机,结果就会有天壤之别!只因为单片机的通过你编写的程序可以实现高智能,高效率,以及高可靠性!

上栗县19145081110： 单片机的工作原理是什么 - ？
由怎跌打： 单片机自动完成赋予它的任务的过程,也就是单片机执行程序的过程,即一条条执行的指令的过程,所谓指令就是把要求单片机执行的各种操作用的命令的形式写下来,这是在设计人员赋予它的指令系统所决定的,一条指令对应着一种基本操作...

上栗县19145081110： 单片机的原理介绍 - ？
由怎跌打： 与电脑差不多,读入数据后,依据半导体进行逻辑运算,并把结果输出.单片机的基本结构运算器:用于实现算术和逻辑运算.计算机的运算和处理都在这里进行;控制器:是计算机的控制指挥部件,使计算机各部份能自动协调的工作;...

上栗县19145081110： 单片机的工作原理? - ？
由怎跌打： 可以简单的理解为:同一个电路,可以根据用户的需要,通过改变程序,(这些程序是可以由PC机烧录进单片机的),而改变这个电路的功能.比如:一个单片机连接了4个数码管.通过改变程序,可以变为一个时钟,也可以变为一个秒表,也可以是一个记录数字的仪器.等等.在这些变化中,不需要修改任何硬件,这就是单片机的优势.

上栗县19145081110： 单片机 的工作原理 - ？
由怎跌打： 通过对于开关电路的控制,达到发送数字信号的目的,从而控制外围的电路或者模块进行工作.

上栗县19145081110： 请详细介绍单片机的作用及工作原理 - ？
由怎跌打： 单片机又称单片微控制器,它不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,和计算机相比,单片机只缺少了I/O设备.概括的讲:一块芯片就成了一台计算机.它的体积小、质量轻、价格...

上栗县19145081110： 单片机原理讲的什么鬼 - ？
由怎跌打： 单片机原理是指一种在线式实时控制计算机的原理方式.在线式就是现场控制,需要的是有较强的抗干扰能力,较低的成本,这也是和离线式计算机(比如家用PC)的主要区别.单片机就是微型一个电脑,它是靠程序工作的,并且可以修改.通过不同的程序实现不同的功能.

上栗县19145081110： 单片机原理是什么？
由怎跌打： 先来回答和个人计算机的不同 以51单片机为例,是一个8位的低速处理器,功耗低,适合便携设备,完全兼容Intel 8031指令. 个人计算机,通常是32位或者64位的高速处理器,适合做大量运算,兼容x86指令. PS:cpu的指令系统是方便程序执行所设计的,不然一大堆源代码会吓死人的. 单片机前景: 由于单片机的低功耗,占用空间小,价格低廉,被广泛的应用到现在的手机,电子手表,mp3,mp4,电视机,冰箱,洗机器,热水器等等的智能设备. 单片机原理: 单片机内部集成了大量的逻辑开关,每被激发一次,部分开关就会按所编入的程序改变状态,这个比较偏向于底层设计,外国就有牛人自己用晶体管做了一个CPU.

上栗县19145081110： 单片机的原理是什么? ？
由怎跌打： 单片机的原理多指应用原理,在单片机未出现的时代,功能复杂的设备往往体积庞大,复杂操作都是通过大量的印刷线路板实现的.而单片机借助其体积小巧,功能强大的优势,依靠可执行多条命令的C语言,和独立运算处理的计算机能力,控制相关线路的开合,达到对设备的控制和操作.简单的说就是将一个微型计算机放置在设备线路上,通过规定指令,达到实际操作.