通俗易懂的單片機工作原理

單片機工作原理：

1、主要器件cpu(負(fù)責(zé)運算與控制）、存儲器（程序存儲在ROM存儲器中，臨時變量存放在RAM存儲器中）、IO（輸入、輸出），三者相互配合實現(xiàn)單片機的運行。

2、同步：多個獨立的部分按照統(tǒng)一的節(jié)奏來動，實現(xiàn)一個配合

異步：各自干各自的

3、單片機中各個模塊之間是按照同一個節(jié)拍同步工作的，cpu、存儲器、IO和單片機中其他東西這些模塊之間是通過一個統(tǒng)一的節(jié)拍來同步工作的，這個節(jié)拍是單片機的時鐘。（時鐘越小，單片機工作效率越高）

a、時鐘節(jié)拍對單片機很重要，單片機內(nèi)部在一個時鐘節(jié)拍里只能做一件事，所以單片機要發(fā)生一個變化，最小時間單位是一個時鐘節(jié)拍；單片機的時間單位都是時鐘節(jié)拍的整數(shù)倍

b 單片機的cpu，存儲器、IO等都是以時鐘節(jié)拍為動作節(jié)拍的，所以單片機是一個同步系統(tǒng)。

c 時鐘由內(nèi)部電路與外部晶振結(jié)合產(chǎn)生的；時鐘周期長短， 即時鐘節(jié)拍快慢，影響單片機的速度，則該時針稱為單片機的主頻（主頻越大，性能越高，一般pc主頻是2G\3G多，一般手機主頻是在1G-2G左右，51單片機主頻是MHZ級別，高級單片機stm32主頻在百MHZ級別）

外設(shè)與內(nèi)部設(shè)備：1、外設(shè)（peripheral) 外部設(shè)備，屬于單片機中的模塊。 2單片機中除了三大部件還有別的如：串口控制器、IZC控制器等，就稱為外設(shè)

3、早期單片機功能簡單，用單片機做產(chǎn)品，只能外部擴展一些專用芯片（中斷控制有中斷控制芯片，串口通信有串口通信芯片）來和單片機結(jié)合，這樣的產(chǎn)品的核心設(shè)計是單片機，外部專用芯片就是外部設(shè)備。

1內(nèi)部外設(shè)：集成到單片機內(nèi)部的外設(shè)；外部外設(shè)；未集成到單片機內(nèi)部仍在外部的外設(shè)。

電路板：PCB （printed circuit board) 印刷電路板

1、PCB板 = 基板（絕緣）+電路

2、作用就是骨架和連接，旨在把所有的原件按照電路圖連接起來形成完整的可工作的電路。

3、印刷電路其實就是在不導(dǎo)電的基板表面按照電路構(gòu)成來印刷一層導(dǎo)電物質(zhì)形成電路。最后形成的就是一個芯是不導(dǎo)電的FR4，外面有一層構(gòu)成了電路的銅，為了避免銅氧化或者與外部導(dǎo)電，外部還有一層油墨，刷油墨時要露出來焊接點（焊接點一般有2種：一種是插針式、一種是貼片式），焊接點上本來就是銅，但是為了方便焊接一般會做鍍錫。

4、PCB實際就是硬件電路（原件，電路設(shè)計）的載體。

PCB圖：1、硬件工程師在設(shè)計產(chǎn)品硬件時的步驟是：先有原理圖，然后用原理圖畫出PCB圖

2、PCB圖是原理圖和實際器件結(jié)合起來后，生成的PCB板的結(jié)構(gòu)圖紙，PCB圖的作用就是拿給做PCB板的廠商去印刷電路板。
3、對與軟件工程師來說，PCB圖不用去關(guān)注，只關(guān)注原理圖。

芯片：內(nèi)部半導(dǎo)體技術(shù)形成的電路+外部塑料絕緣外殼（內(nèi)部電路通過芯片的引腳連接外部電路）

1芯片方式與PCB方式的關(guān)系：相同點：芯片其實就是一個微型的電路板

不同點：PCB只能做大功率；芯片可以做小功率，功率越小越好。

電子產(chǎn)品設(shè)計：芯片+電路板，在設(shè)計過程中能做到芯片中的就盡量做到芯片中。

單片機開發(fā)板/普遍的電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)：PCB板主板+單片機芯片+其他芯片+其他外圍電路原件。
編輯：hfy