今后單片機(jī)將成為電子產(chǎn)品的心臟

微控制器(MCU)，也就是我們所說的單片機(jī)，是今天電子產(chǎn)品的心臟，被廣泛地應(yīng)用到消費(fèi)和工業(yè)電子產(chǎn)品中。小到體溫計(jì)、無線充電器和智能手環(huán)，大到數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人和汽車，都有MCU的身影。單片微型計(jì)算機(jī)以下簡稱單片機(jī)是計(jì)算機(jī)的一種，眾所周知計(jì)算機(jī)的運(yùn)行需要系統(tǒng)軟件和操作軟件，而單片機(jī)也不例外它需要一些指令才能運(yùn)行。這些指令被編譯為十六進(jìn)制文件(HEX文件)燒寫到單片機(jī)，為單片機(jī)的運(yùn)行提供指令。單片機(jī)編程與計(jì)算機(jī)軟件編程是一脈相承的，現(xiàn)在主流的單片機(jī)編程語言有C語言、匯編語言、Python等。

單片機(jī)的體積小，但是集成度高，具備較高的可靠性與控制功能;功耗低且采用低電壓，因此對便攜式產(chǎn)品的制造與生產(chǎn)十分有利;具備較好的擴(kuò)展性與優(yōu)異的性能比，其應(yīng)用范圍十分廣泛，包括辦公室自動(dòng)化設(shè)備、實(shí)時(shí)過程的控制、各類儀器儀表、醫(yī)療領(lǐng)域相關(guān)設(shè)備、汽車電子產(chǎn)品以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等等，由此可見，單片機(jī)是一種實(shí)用性非常強(qiáng)的嵌入式系統(tǒng)。其基本組成包括以下幾個(gè)部分：第一，運(yùn)算器，其核心是ALU部件，主要作用就是完成二進(jìn)制算術(shù)與邏輯運(yùn)算，運(yùn)算器的輔助設(shè)備包括暫存器TMP、寄存器B、累加器 ACC、布爾處理器以及程序狀態(tài)標(biāo)志寄存器 PSW 等等;第二，控制器，其為CPU的神經(jīng)中樞，包括定時(shí)控制邏輯電路、指令寄存器以及譯碼器等模塊;第三，存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)器中的每個(gè)存儲(chǔ)單元均對應(yīng)一個(gè)地址，其利用2位16進(jìn)制數(shù)表示;第四，輸入設(shè)備與輸出設(shè)備等。

單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)分為軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)。而硬件系統(tǒng)則指的就是單片機(jī)及其外圍電路我們稱之為單片機(jī)開發(fā)板，單片機(jī)開發(fā)板包括：單片機(jī)(MCU)、晶振電路、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、邏輯器電路、口燒寫電路、I\O口、SPI接口、I2C總線接口等等，以為開發(fā)提供硬件準(zhǔn)備。在未來集成化的趨勢下一些外圍電路將被集成入單片機(jī)內(nèi)部有效縮小開發(fā)板體積、降低成本。

首先，MCU應(yīng)用“定義權(quán)”在中國。不管從消費(fèi)類的玩具、手機(jī)周邊、家居家電，到工業(yè)類的電機(jī)控制、汽車電子、無線通訊，甚至物聯(lián)網(wǎng)、人工智能，在中國都有大量的開發(fā)團(tuán)隊(duì)和配套的支持體系，以及廣泛的消費(fèi)群體和應(yīng)用場景。這使得MCU產(chǎn)品及方案的“定義權(quán)”逐步移到中國來，而這是本土MCU廠商生存成長的天然土壤。其次，中國有距離和服務(wù)理念方面的優(yōu)勢。本土的MCU廠商及其員工，已經(jīng)習(xí)慣了“今日事今日畢”的高效的行事風(fēng)格，堪比外賣訂餐的便捷。這一點(diǎn)在全球其他電子行業(yè)市場是難以想象的。

縮短產(chǎn)品的上市時(shí)間，要求單片機(jī)制造商提供更多更卓越的開發(fā)工具鏈，包括編譯器、集成開發(fā)環(huán)境(IDE)、調(diào)試器、RTOS、圖形工具(如GUI)、參考設(shè)計(jì)以及代碼庫等。 越來越多的用戶缺乏足夠的技術(shù)資源，希望其單片機(jī)供應(yīng)商能提供技術(shù)支持來幫助他們完成設(shè)計(jì)。對許多應(yīng)用而言，技術(shù)資源的效率比硅片成本更為重要。因此具有成本效益的遷移路徑日益受到關(guān)注，用戶可在同一個(gè)單片機(jī)上進(jìn)行新的設(shè)計(jì)，或者選擇一個(gè)具有相同封裝引腳輸出和相似外設(shè)的單片機(jī)，并重新使用大部分的代碼，從而保護(hù)其在固件方面的資金投入。

單片機(jī)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)、非常注重動(dòng)手的課程。學(xué)習(xí)單片機(jī)最有效的方法是理論與實(shí)踐并重，邊學(xué)習(xí)，邊演練，循序漸進(jìn)，這樣能將用到的指令理解、吃透。因此，在進(jìn)行教學(xué)項(xiàng)目設(shè)計(jì)之前，必須先設(shè)計(jì)開發(fā)好學(xué)習(xí)用的實(shí)驗(yàn)板，使每個(gè)教學(xué)項(xiàng)目都可以在實(shí)驗(yàn)板上完成。實(shí)驗(yàn)板可以買現(xiàn)成的，也可以根據(jù)教學(xué)的實(shí)際需要自行設(shè)計(jì)?？傊?，從某種程度而言，嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)的核心技術(shù)之一，而單片機(jī)作為一種最典型、應(yīng)用最廣泛、普及度最高的嵌入式系統(tǒng)，更是在現(xiàn)代電子系統(tǒng)的發(fā)展歷程中占據(jù)著重要的地位。