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单片机的内部是由哪些器件组成？

时间：2023-05-19 09:20:01

关键字：单片机自动化物联网

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[导读]单片机是一种内部集成了很多电路的IC芯片(又称集成电路、集成块)，是单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)的简称。由于单片机主要用于控制领域，所以又称作微型控制器(Microcontroller Unit,MCU)。单片机由CPU、存储器和输入/输出接口电路(I/O接口电路)等组成的。

单片机是一种内部集成了很多电路的IC芯片(又称集成电路、集成块)，是单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)的简称。由于单片机主要用于控制领域，所以又称作微型控制器(Microcontroller Unit,MCU)。单片机由CPU、存储器和输入/输出接口电路(I/O接口电路)等组成的。

单片机可以看作是一台小型计算机，这是因为单片机内部必不可少的组件。中央处理器(CPU)，随机存取存储器(RAM)，闪存，串行总线接口，输入/输出端口(I/O口)，在许多情况下还包括电可擦可编程只读存储器内存(EEPROM)。图1为单片机中主要部分以及其他部分的示意图。下面，让我们深入研究每个组件，看看它们如何在单片机内部工作。

单片机是一个配备CPU和程序存储器、数据存储器、输入/输出接口电路、定时/计数器、中断控制器、模/数转换器、数/模转换器、调制解调器等部件的系统，这些系统安装在一块集成电路上。根据不同单片机的型号，其组成部分不同，具体结构以下几种。

一、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。

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。

二、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、输入输出接口电路连接。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。

三、存储单元

任何计算系统都需要两种类型的存储器：程序存储器和数据存储器。程序存储器，顾名思义，包含程序，即要由CPU执行的指令。另一方面，数据存储器需要在执行指令时存储临时数据。