單片機(Single-Chip Microcomputer)是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計數(shù)器等功能(可能還包括顯示驅動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉換器、A/D轉換器等電路)集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的微型計算機系統(tǒng)，在工業(yè)控制領域廣泛應用。從上世紀80年代，由當時的4位、8位單片機，發(fā)展到現(xiàn)在的300M的高速單片機。

單片機又稱單片微控制器，它不是完成某一個邏輯功能的芯片，而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上。相當于一個微型的計算機，和計算機相比，單片機只缺少了I/O設備。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學習、應用和開發(fā)提供了便利條件。同時，學習使用單片機是了解計算機原理與結構的最佳選擇。單片機的使用領域已十分廣泛，如智能儀表、實時工控、通訊設備、導航系統(tǒng)、家用電器等。 [1] 從二十世紀九十年代開始，單片機技術就已經(jīng)發(fā)展起來，隨著時代的進步與科技的發(fā)展，目前該技術的實踐應用日漸成熟，單片機被廣泛應用于各個領域?，F(xiàn)如今，人們越來越重視單片機在智能電子技術方面的開發(fā)和應用，單片機的發(fā)展進入到新的時期，無論是自動測量還是智能儀表的實踐，都能看到單片機技術的身影。當前工業(yè)發(fā)展進程中，電子行業(yè)屬于新興產(chǎn)業(yè)，工業(yè)生產(chǎn)中人們將電子信息技術成功運用，讓電子信息技術與單片機技術相融合，有效提高了單片機應用效果。作為計算機技術中的一個分支，單片機技術在電子產(chǎn)品領域的應用，豐富了電子產(chǎn)品的功能，也為智能化電子設備的開發(fā)和應用提供了新的出路，實現(xiàn)了智能化電子設備的創(chuàng)新與發(fā)展。 [2] 單片機也被稱為單片微控器，屬于一種集成式電路芯片。在單片機中主要包含CPU、只讀存儲器ROM和隨機存儲器RAM等，多樣化數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)能夠讓單片機完成各項復雜的運算，無論是對運算符號進行控制，還是對系統(tǒng)下達運算指令都能通過單片機完成。 由此可見，單片機憑借著強大的數(shù)據(jù)處理技術和計算功能可以在智能電子設備中充分應用。簡單地說，單片機就是一塊芯片，這塊芯片組成了一個系統(tǒng)，通過集成電路技術的應用，將數(shù)據(jù)運算與處理能力集成到芯片中，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的高速化處理。

(1)單片機的體積比較小， 內(nèi)部芯片作為計算機系統(tǒng)，其結構簡單，但是功能完善，使用起來十分方便，可以模塊化應用。(2)單片機有著較高的集成度，可靠性比較強，即使單片機處于長時間的工作也不會存在故障問題。(3) 單片機在應用時低電壓、低能耗，是人們在日常生活中的首要選擇， 為生產(chǎn)與研發(fā)提供便利。(4)單片機對數(shù)據(jù)的處理能力和運算能力較強，可以在各種環(huán)境中應用，且有著較強的控制能力。

(1)累加器A累加器A是微處理器中使用最頻繁的寄存器。在算術和邏輯運算時它有雙功能：運算前，用于保存一個操作數(shù);運算后，用于保存所得的和、差或邏輯運算結果。(2)數(shù)據(jù)寄存器DR數(shù)據(jù)寄存器通過數(shù)據(jù)總線向存儲器和輸入/輸出設備送(寫)或取(讀)數(shù)據(jù)的暫存單元。它可以保存一條正在譯碼的指令，也可以保存正在送往存儲器中存儲的一個數(shù)據(jù)字節(jié)等等。(3)指令寄存器IR和指令譯碼器ID指令包括操作碼和操作數(shù)。指令寄存器是用來保存當前正在執(zhí)行的一條指令。當執(zhí)行一條指令時，先把它從內(nèi)存中取到數(shù)據(jù)寄存器中，然后再傳送到指令寄存器。當系統(tǒng)執(zhí)行給定的指令時，必須對操作碼進行譯碼，以確定所要求的操作，指令譯碼器就是負責這項工作的。其中，指令寄存器中操作碼字段的輸出就是指令譯碼器的輸入。(4)程序計數(shù)器PCPC用于確定下一條指令的地址，以保證程序能夠連續(xù)地執(zhí)行下去，因此通常又被稱為指令地址計數(shù)器。在程序開始執(zhí)行前必須將程序的第一條指令的內(nèi)存單元地址(即程序的首地址)送入PC，使它總是指向下一條要執(zhí)行指令的地址。(5)地址寄存器AR地址寄存器用于保存當前CPU所要訪問的內(nèi)存單元或I/O設備的地址。由于內(nèi)存與CPU之間存在著速度上的差異，所以必須使用地址寄存器來保持地址信息，直到內(nèi)存讀/寫操作完成為止。