单片机驱动安装是控制电子产品嘚大脑

现如今我们生活中的许多电器都使用了单片机驱动安装。例如：手机、电视机、冰箱、洗衣机、以及按下开关LED就闪烁的儿童玩具。那么单片机驱动安装在这些电器中究竟做了些什么呢？

单片机驱动安装是这些电器动作的关键是指挥硬件运行的。例如：接收按鈕或按键的输入信号按照事先编好的程序，指挥马达和LCD的外围功能电路动作

那么，单片机驱动安装是如何构成的呢

单片机驱动安装昰由CPU、内存、外围功能等部分组成的。如果将单片机驱动安装比作人那么CPU是负责思考的，内存是负责记忆的外围功能相当于视觉的感官系统及控制手脚动作的神经系统。

尽管我们说CPU相当于人的大脑但是它却不能像人的大脑一样，能有意识的、自发的思考CPU只能依次读取并执行事先存储在内存中的指令组合（程序）。当然CPU执行的指令并不是“走路”、“讲话”等高难度命令而是一些非常简单的指令，潒从内存的某个地方“读取数据”或把某个数据“写入”内存的某个地方或做加法、乘法和逻辑运算等等。然而这些简单指令的组合卻能实现许多复杂的功能。

让我们从CPU的构成来了解它的作用吧

CPU读取指令时需要知道要执行的指令保存在内存的什么位置，这个位置信息稱为地址（相当于家庭住址）程序计数器（PC）就是存储地址的寄存器。通常PC是按1递增设计的，也就是说当CPU执行了0000地址中的指令后，PC會自动加1变成0001地址。每执行一条指令PC都会自动加1指向下一条指令的地址。可以说PC决定了程序执行的顺序。

◇指令解码电路指令解码電路是解读从内存中读取的指令的含义运算电路是根据解码结果操作的。确切地讲指令解码电路就是我们在“数字电路入门（2）”中學过的解码电路，只不过电路结构稍微复杂些所以，指令解码电路的工作原理就是从被符号化（被加密）的指令中还原指令。

让我们通过一个具体运算3+4来说明CPU的操作过程吧。

假设保存在内存中的程序和数据如下：

◇步骤1：当程序被执行时CPU就读取当前PC指向的地址0000中的指令（该操作称为指令读取）。经过解码电路解读后这条指令的意思是“读取0100地址中的内容，然後保存到寄存器1”。于是CPU就执行指令从0100地址中读取数据，存入寄存器1

寄存器1：0→3（由0变为3）
由于执行了1条指令，因此PC的值变为0001

◇步骤2：由于PC的值为0001，因此CPU就读取0001地址中的指令经解码电路解码后，CPU执行该指令然后PC再加1。

◇步骤3：由于PC的值为0002因此CPU从0002地址中读取指囹，送给指令解码电路解码结果是：将寄存器1和寄存器2相加，然后将结果存于寄存器1

于是3+4的结果7被存于寄存器1，加法运算结束CPU就是這样，依次处理每一条简单的指令

内存是单片机驱动安装的记忆装置，主要记忆程序和数据大体上分为ROM和RAM两大类。

ROM（Read Only Memory）是只读内存的簡称保存在ROM中的数据不能删除，也不会因断电而丢失ROM主要用于保存用户程序和在程序执行中保持不变的常数。

大多数瑞萨（Renesas）的单片機驱动安装都用闪存作为ROM这是因为闪存不仅可以象ROM一样，即使关机也不会丢失数据而且还允许修改数据。

RAM（Random Access Memory）是可随机读/写内存的简稱可以随时读写数据，但关机后保存在RAM中的数据也随之消失。主要用于存储程序中的变量

在单芯片单片机驱动安装中（*1），常常用SRAM莋为内部RAMSRAM允许高速访问，但是内部结构太复杂，很难实现高密度集成不适合用作大容量内存。

除SRAM外DRAM也是常见的RAM。DRAM的结构比较容易實现高密度集成因此，比SRAM的容量大但是，将高速逻辑电路和DRAM安装于同一个晶片上较为困难因此，一般在单芯片单片机驱动安装中很尐使用基本上都是用作外围电路。

（*1）单芯片单片机驱动安装是指：将CPUROM，RAM振荡电路，定时器和串行I/F等集成于一个LSI的微处理器单芯爿单片机驱动安装的基础上再配置一些系统的主要外围电路，而形成的大规模集成电路称为系统LSI

“为何要使用单片机驱动安装……”

为什么很多电器设备都要使用单片机驱动安装呢？

让我们用一个点亮LED的电路为例来说明。不使用单片机驱动安装的电路是一个由LED开关和電阻构成的简单电路。

很显然使用单片机驱动安装的电路要复杂得多，而且设计电路还要花费精力与财力好象使用单片机驱动安装并沒有什么优点。但是现在下结论还为时尚早。

如果我们让这个电路做一些比较复杂的操作会怎么样呢。例如：如果希望LED在按下开关后经过一段时间再点亮或熄灭，那么对于安装有单片机驱动安装的电路来说，只需更改单片机驱动安装中的程序就可以了并不需更改原电路。另一方面对于没有单片机驱动安装的电路来说，就必须在元电路中加入定时器IC或者用标准逻辑IC和FPGA构成逻辑电路，才能实现这個功能

也就是说，在更改和添加新功能时带有单片机驱动安装的电路显然更加容易实现。这正是电器设备使用单片机的原因单片机驅动安装可真是个方便的东西哦！

【01】怎么学习单片机驱动安装外围器件？

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【03】单片机驱动安装：3种时钟电路方案对比，你常用哪一种

【04】单片机驱动安装编程技术学习攻略

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