单片机的工作过程 以及原理13页word
单片机结构和工作原理分解课件
中央处理器
01
中央处理器（CPU）是单片机 的核心部分，负责执行指令和 处理数据。
02
它通常包含算术逻辑单元、控 制单元和寄存器组等，用于执 行算术运算、逻辑运算、控制 流程和数据传输等操作。
03
CPU通过内部总线与各个部件 进行通信，协调和控制整个单 片机的运作。
存储器
存储器是单片机中用于存储程序代码和 数据的部件。
体积小、重量轻、价格低廉、可靠性 高，广泛应用于智能仪表、工业控制、 家用电器等领域。
单片机的发展历程
早期单片机
采用8位处理器，功能简单， 主要用于简单的控制和显示。
中期单片机
采用16位处理器，具备更 强大的计算和控制能力， 开始应用于智能仪表、通
信等领域。
现代单片机
采用32位处理器，具备更 高的处理速度和更丰富的 外设接口，广泛应用于物 联网、智能家居等领域。
输入控制
单片机通过输入控制实现对外部信号的 读取，常见的输入设备包括按键、传感 器等。
VS
输出控制
单片机通过输出控制实现对外部设备的控 制，常见的输出设备包括LED、电机等。
时钟信号与定时器/计数器
时钟信号
单片机内部时钟信号用于提供单片机运行的基本节拍，是单片机工作的重要基 础。
定时器/计数器
定时器/计数器是单片机内部用于时间控制和计数的功能模块，可以实现定时中 断、时间计数等功能。
谢谢您的聆听
THANKS
汇编语言具有高效性，能够直接利用单片 机的资源，但编写难度较大。
汇编语言主要用于底层驱动程序和系统级 应用程序的开发。
C语言
C语言是一种高级语言，具有可读性和可 移植性。
C语言可以方便地实现各种算法和控制结 构，适用于应用程序的开发。
单片机工作原理
单片机工作原理引言概述：单片机是一种集成电路，具有微处理器核心、存储器和各种输入输出接口等功能。
它在现代电子设备中扮演着重要的角色，其工作原理涉及到时钟信号、指令执行、数据处理等方面。
本文将详细阐述单片机的工作原理。
正文内容：1. 单片机的基本组成1.1 微处理器核心：单片机的核心是一个微处理器，它包括算术逻辑单元(ALU)、寄存器、控制单元等，负责执行指令、处理数据等操作。
1.2 存储器：单片机内部包含存储器，分为程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）。
程序存储器用于存储指令，数据存储器用于存储数据。
1.3 输入输出接口：单片机通过输入输出接口与外部设备进行通信，包括数字输入输出口、模拟输入输出口、串行通信口等。
2. 单片机的工作流程2.1 时钟信号：单片机需要时钟信号来同步各个部件的工作。
时钟信号的频率决定了单片机的工作速度。
2.2 指令执行：单片机从程序存储器中读取指令，并按照指令的要求执行相应的操作，包括算术运算、逻辑运算、数据传输等。
2.3 数据处理：单片机通过寄存器存储数据，并进行相应的处理操作，如加减乘除、逻辑判断等。
2.4 输入输出：单片机通过输入输出接口与外部设备进行数据的输入和输出，实现与外界的通信。
3. 单片机的工作模式3.1 单片机可以处于运行模式和停机模式。
在运行模式下，单片机正常工作，执行指令；在停机模式下，单片机暂停工作，节省能量。
3.2 单片机还可以处于睡眠模式和待机模式。
在睡眠模式下，单片机暂停工作，但可通过外部中断唤醒；在待机模式下，单片机暂停工作，但继续监测外部中断。
4. 单片机的应用领域4.1 家电控制：单片机广泛应用于家电控制领域，如空调、洗衣机、电视等，实现各种功能和控制操作。
4.2 工业自动化：单片机在工业自动化领域中起到重要作用，如生产线控制、机器人控制等，提高生产效率和自动化水平。
4.3 仪器仪表：单片机用于各种仪器仪表的控制和数据处理，如温度计、电压表、频谱分析仪等。
第2章--单片机的结构及工作原理
栈指针SP，再送入数据，出栈时先送出数据， 再改变堆栈指针SP。
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第2章 单片机的结构及工作原理
1) 片内数据存储器
• 根据入栈方向堆栈一般分两种：向上生长型 和向下生长型。
• 按处理数据的多少可分为单字节、双字节等。
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2.1.4 I/O端口
第2章 单片机的结构及工作原理
• 2）P1口
读锁存器
内部总线 写锁存器
D
Q
P1.X
锁存器
CP Q
VCC
内部上拉电阻 P1.X 引脚
功能：
① P1口作通 用I/O端口使 用
② P1口其 他功能
读引脚
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2.1.4 I/O端口
第2章 单片机的结构及工作原理
地址 0000H 0003H 000BH 0013H 001BH 0023H
定时/计数器2中断服务程序入口地址(仅52子系列有) 002BH
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第2章 单片机的结构及工作原理
2.2 51单片机的存储器组织
• 2.2.3 数据存储器 • 物理结构上，数据存储器分为片内数据存储
器和片外数据存储器。 • 两者完全独立，有不同的存储空间，访问方
第二功能 RXD ---串行输入（数据接收）口 TXD ---串行输出（数据发送）口
INT 0 ---外部中断0输入线 INT1 ---外部中断1输入线
T0 ---定时器0外部输入 T1 ---定时器1外部输入
WR ---外部数据存储器写选通信号输出
单片机的工作过程以及原理
单片机的工作过程以及原理单片机是一种专用的小型计算机芯片，它集成了处理器核心、存储器和各种外设接口等组成部分。
它广泛应用于嵌入式系统中，是现代电子产品中的重要组成部分。
本文将详细介绍单片机的工作过程和原理。
一、单片机的工作过程：1.初始化阶段：初始化是单片机启动的第一个阶段，其目的是准备单片机所需的各种资源。
在这个阶段，单片机会执行一系列预定义的操作，如清除寄存器、设置工作模式、配置外设接口等。
2.执行阶段：执行阶段是单片机进行计算、控制和通信等任务的阶段。
在这个阶段，单片机根据程序的指令和数据，通过寄存器、算术逻辑单元(ALU)和存储器等功能模块进行计算、存储和控制。
单片机的执行可以分为两个层次：指令层和操作层。
（1）指令层：指令层是单片机执行的最基本单位，包括指令的获取、解码和执行等过程。
指令的获取是指从存储器中读取指令，并将其送入指令寄存器中。
单片机采用顺序读取的方式获取指令，即按照指令的地址从存储器中读取指令，并将地址自动增加，以获取下一条指令。
指令的解码是指根据指令的格式和功能，将其解析成相应的操作。
单片机根据指令的操作码和操作数，通过控制逻辑单元将指令解码成相应的操作。
指令的执行是指根据指令的操作，进行计算、存储和控制等操作。
单片机根据指令的操作码和操作数，通过寄存器和算术逻辑单元进行相应的运算和存储，同时进行控制相关的外设接口。
（2）操作层：操作层是单片机执行的高级单位，包括各种操作的组合和执行过程。
在操作层，单片机根据程序的逻辑和需要，进行各种任务的操作。
例如，单片机可以进行算术运算、逻辑运算、移位运算、存储和读取数据等。
同时，单片机可以通过外设接口与外部设备进行通信和控制。
例如，单片机可以通过串口和计算机进行通信，通过IO口控制LED灯和蜂鸣器等外设。
3.终止阶段：终止阶段是单片机工作的最后阶段，其目的是释放已占用的资源，并保存必要的状态信息。
在这个阶段，单片机会执行一些清理工作，如关闭外设接口、保存相关寄存器的值等。
单片机工作原理
单片机工作原理一、引言单片机是一种集成电路芯片，具有微处理器、存储器和各种输入输出接口等功能单元，广泛应用于嵌入式系统中。
本文将详细介绍单片机的工作原理，包括其组成结构、工作方式以及常见的应用场景。
二、单片机的组成结构1. 微处理器单元（CPU）：单片机的核心部分，负责执行各种指令和控制系统的运行。
2. 存储器单元：包括程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM），用于存储程序和数据。
3. 输入输出接口单元（I/O）：用于与外部设备进行数据交互，包括输入接口和输出接口。
4. 定时器计数器单元：用于定时和计数操作，实现时间控制和计时功能。
5. 时钟发生器单元：提供时钟信号，控制单片机的工作节奏。
三、单片机的工作方式单片机的工作方式主要分为两种：单周期工作方式和多周期工作方式。
1. 单周期工作方式单周期工作方式是指单片机在一个时钟周期内完成一条指令的执行。
具体步骤如下：（1）取指令：根据程序计数器（PC）中的地址，从程序存储器中读取指令。
（2）指令译码：将取到的指令进行译码，确定指令的类型和操作对象。
（3）执行指令：根据指令的类型和操作对象，执行相应的操作。
（4）更新PC：根据指令的执行结果，更新程序计数器的值，指向下一条指令的地址。
2. 多周期工作方式多周期工作方式是指单片机在多个时钟周期内完成一条指令的执行。
具体步骤如下：（1）取指令周期：从程序存储器中读取指令。
（2）指令译码周期：对取到的指令进行译码，确定指令的类型和操作对象。
（3）执行周期：根据指令的类型和操作对象，执行相应的操作。
（4）存储周期：将执行结果存储到指定的寄存器或存储器中。
四、单片机的应用场景单片机广泛应用于各个领域，以下列举几个常见的应用场景：1. 家电控制：单片机可以用于控制家电设备的开关、定时和温度等功能，提高家居生活的便利性和舒适度。
2. 工业自动化：单片机可以用于控制工业设备的运行，实现自动化生产，提高生产效率和质量。
单片机工作原理
单片机工作原理一、引言单片机是一种集成电路，具有微处理器、存储器和各种输入输出接口电路等功能，广泛应用于各种电子设备中。
本文将详细介绍单片机的工作原理，包括其结构、工作模式、指令执行过程等。
二、单片机结构单片机由微处理器核心、存储器、输入输出接口电路和定时计数器等组成。
1. 微处理器核心微处理器核心是单片机的主要部分，它包括运算器、控制器和寄存器等。
运算器负责执行算术和逻辑运算，控制器负责解码和执行指令，寄存器用于存储数据和指令。
2. 存储器存储器用于存储程序和数据。
单片机通常包含闪存、RAM和EEPROM等不同类型的存储器。
闪存用于存储程序，RAM用于存储临时数据，EEPROM用于存储非易失性数据。
3. 输入输出接口电路输入输出接口电路用于与外部设备进行数据交换。
它包括并行口、串行口、模拟输入输出口等。
通过这些接口电路，单片机可以与键盘、显示器、传感器等外部设备进行通信。
4. 定时计数器定时计数器用于产生定时和计数功能。
通过定时计数器，单片机可以实现定时中断、计数器测量等功能。
三、单片机工作模式单片机有多种工作模式，常见的有运行模式、停机模式和睡眠模式。
1. 运行模式在运行模式下，单片机正常工作，执行程序并与外部设备进行数据交换。
2. 停机模式停机模式下，单片机暂停执行程序，但保持内部状态和数据。
它可以通过中断信号或外部触发器唤醒，从而恢复正常工作。
3. 睡眠模式睡眠模式下，单片机进入低功耗状态，减少能耗。
它可以通过外部中断或定时中断唤醒。
四、单片机指令执行过程单片机的指令执行过程包括指令获取、指令解码和指令执行三个阶段。
1. 指令获取指令获取阶段，单片机从存储器中获取指令。
它通过地址总线将指令的地址发送给存储器，然后通过数据总线将指令读取到寄存器中。
2. 指令解码指令解码阶段，单片机对获取到的指令进行解码，确定指令的类型和操作对象。
解码后的指令将被送往相应的功能模块执行。
3. 指令执行指令执行阶段，单片机根据解码后的指令执行相应的操作。
单片机工作原理
单片机工作原理一、引言单片机是一种集成度高、体积小、功耗低的微型计算机系统。
它由中央处理器、存储器、输入输出接口和定时计数器等组成，广泛应用于各种电子设备中。
本文将详细介绍单片机的工作原理。
二、单片机的组成1. 中央处理器（CPU）：单片机的核心部分，负责执行指令和进行数据处理。
2. 存储器：包括程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM），用于存储程序和数据。
3. 输入输出接口：用于与外部设备进行数据交互，如键盘、显示屏、传感器等。
4. 定时计数器：用于生成各种定时信号，控制程序的执行时间。
三、单片机的工作原理1. 程序存储器（ROM）中存储了单片机的程序代码，当单片机上电后，程序计数器会从存储器中读取第一条指令，并将其送入指令译码器。
2. 指令译码器将指令进行解码，并将相应的控制信号发送给其他部件，如ALU（算术逻辑单元）、寄存器等。
3. ALU执行指令中的算术和逻辑运算，并将结果存储到寄存器中。
4. 数据存储器（RAM）用于存储程序执行过程中的数据，包括中间结果和变量。
5. 输入输出接口通过与外部设备进行数据交互，实现与外界的通信。
6. 定时计数器产生各种定时信号，用于控制程序的执行时间和时序。
四、单片机的工作流程1. 上电初始化：单片机上电后，会进行一系列的初始化操作，包括设置时钟、初始化寄存器和外设等。
2. 程序执行：单片机按照存储器中的程序代码逐条执行指令，进行算术和逻辑运算，并将结果存储到寄存器或数据存储器中。
3. 输入输出操作：单片机通过输入输出接口与外部设备进行数据交互，实现数据的输入和输出。
4. 中断处理：单片机在执行程序的过程中，可能会遇到中断信号，此时会跳转到相应的中断处理程序进行处理，处理完后再返回到原来的程序。
5. 定时操作：单片机通过定时计数器产生各种定时信号，用于控制程序的执行时间和时序。
五、单片机的应用领域单片机广泛应用于各种电子设备中，如家电、汽车电子、通信设备、工业控制等。
单片机的工作原理是什么？
单片机的工作原理是什么？一、单片机程序执行过程单片机的工作过程实质就是执行程序的过程，也就是我们常说的逐条执行指令的过程。
单片机每执行一条指令均可分为三个阶段：取出指令、分析（译码）指令、执行指令。
大多数8位单片机的取指、译码、执行这三步都是按照串行顺序依次进行的。
32位单片机的这三步也是必不可少的，但是它是采用预取指令的流水线方式操作，并采用精简指令集，每条指令都是单周期指令，所以它允许指令并行操作。
例如再取出第一条指令后，开始对这条指令译码的同时，取出第二条指令；在第一条指令执行时，第二条指令开始译码，然后取出第三条指令，第二条指令同时执行。
如此循环。
从而使CPU在同一时间对不同指令实现不同操作，这样就实现了指令的并行处理，大大加快指令的执行速度。
二、单片机执行指令的三个阶段下面分别说说单片机执行指令的三个阶段。
1、取指令阶段根据程序计数器PC的值，从程序存储器读出当前要执行的指令，并将该指令送到指令寄存器。
2、指令译码阶段取出指令寄存器中的指令操作码进行译码，解析出指令要实现那种操作。
（例如是执行数据传送还是进行数据的加减运算）3、执行指令阶段执行指令规定的操作。
（例如对于带操作数的指令，先取出操作码，再取出操作数，然后按照操作码的类型对操作数进行操作）三、单片机工作过程单片机采用“存储程序”的工作方式，即事先把程序加载到单片机的存储器中，当启动运行后，计算机便自动进行工作。
1、单片机的模型机指令表下表是单片机的模型机指令表，我们以LDA 23这条指令为例，来说明单片机的指令执行过程。
2、执行一条指令的顺序单片机执行程序是一条指令一条指令执行的，执行一条指令的过程可分为两个阶段。
在单片机中，“存储程序”第一条指令的第一个字节一定是操作码。
这样，CPU首先进入取指阶段，从存储器中取出指令，并通过CPU译码后，转入执行指令阶段，在这期间，CPU执行指令指定的操作。
取指阶段是由一系列相同的操作组成的，因此，取指阶段的时间总是相同的。
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单片机的工作过程以及原理单片机自动完成赋予它的任务的过程，也就是单片机执行程序的过程，即一条条执行的指令的过程，所谓指令就是把要求单片机执行的各种操作用的命令的形式写下来，这是在设计人员赋予它的指令系统所决定的，一条指令对应着一种基本操作；单片机所能执行的全部指令，就是该单片机的指令系统，不同种类的单片机，其指令系统亦不同。
为使单片机能自动完成某一特定任务，必须把要解决的问题编成一系列指令(这些指令必须是选定单片机能识别和执行的指令)，这一系列指令的集合就成为程序，程序需要预先存放在具有存储功能的部件--存储器中。
存储器由许多存储单元(最小的存储单位)组成，就像大楼房有许多房间组成一样，指令就存放在这些单元里，单元里的指令取出并执行就像大楼房的每个房间的被分配到了唯一一个房间号一样，每一个存储单元也必须被分配到唯一的地址号，该地址号称为存储单元的地址，这样只要知道了存储单元的地址，就可以找到这个存储单元，其中存储的指令就可以被取出，然后再被执行。
程序通常是顺序执行的，所以程序中的指令也是一条条顺序存放的，单片机在执行程序时要能把这些指令一条条取出并加以执行，必须有一个部件能追踪指令所在的地址，这一部件就是程序计数器PC(包含在CPU中)，在开始执行程序时，给PC赋以程序中第一条指令所在的地址，然后取得每一条要执行的命令，PC在中的内容就会自动增加，增加量由本条指令长度决定，可能是1、2或3，以指向下一条指令的起始地址，保证指令顺序执行。
单片机介绍单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器(Microcontroller Unit)，常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。
单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。
最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。
INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。
早期的单片机都是8位或4位的。
其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。
此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。
基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。
随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。
90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。
随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。
而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。
目前，高端的32位单片机主频已经超过300MHz，性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端[1]的型号也只有10美元。
当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。
而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。
单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。
事实上单片机是世界上数量最多的计算机。
现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。
手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。
而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。
汽车上一般配备40多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作！单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的总和，甚至比人类的数量还要多。
单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。
相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。
概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。
它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。
同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。
单片机内部也用和电脑功能类似的模块，比如CPU，内存，并行总线，还有和硬盘作用相同的存储器件，不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多，不过价钱也是低的，一般不超过10元即可.用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作足矣了。
我们现在用的全自动滚筒洗衣机、排烟罩、VCD等等的家电里面都可以看到它的身影！.它主要是作为控制部分的核心部件。
它是一种在线式实时控制计算机，在线式就是现场控制，需要的是有较强的抗干扰能力，较低的成本，这也是和离线式计算机的(比如家用PC)的主要区别。
单片机芯片单片机是靠程序运行的，并且可以修改。
通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到的，有些则是花大力气也很难做到的。
一个不是很复杂的功能要是用美国50年代开发的74系列，或者60年代的CD4000系列这些纯硬件来搞定的话，电路一定是一块大PCB板！但是如果要是用美国70年代成功投放市场的系列单片机，结果就会有天壤之别！只因为单片机的通过你编写的程序可以实现高智能，高效率，以及高可靠性！由于单片机对成本是敏感的，所以目前占统治地位的软件还是最低级汇编语言，它是除了二进制机器码以上最低级的语言了，既然这么低级为什么还要用呢?很多高级的语言已经达到了可视化编程的水平为什么不用呢?原因很简单，就是单片机没有家用计算机那样的CPU，也没有像硬盘那样的海量存储设备。
一个可视化高级语言编写的小程序里面即使只有一个按钮，也会达到几十K的尺寸！对于家用PC的硬盘来讲没什么，可是对于单片机来讲是不能接受的。
单片机在硬件资源方面的利用率必须很高才行，所以汇编虽然原始却还是在大量使用。
一样的道理，如果把巨型计算机上的操作系统和应用软件拿到家用PC上来运行，家用PC的也是承受不了的。
可以说，二十世纪跨越了三个"电"的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。
不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。
它由主机、键盘、显示器等组成。
还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。
这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机(亦称微控制器)。
顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。
因为它体积小，通常都藏在被控机械的"肚子"里。
它在整个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。
现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。
各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词--"智能型"，如智能型洗衣机等。
现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品，不是电路太复杂，就是功能太简单且极易被仿制。
究其原因，可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。
编辑本段单片机历史单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。
单片机的基本结构单片机由运算器、控制器、存储器、输入输出设备构成起初模型1.SCM即单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)阶段，主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。
"创新模式"获得成功，奠定了SCM与通用计算机完全不同的发展道路。
在开创嵌入式系统独立发展道路上，Intel公司功不可没。
Micro Controller Unit 2.MCU即微控制器(Micro Controller Unit)阶段，主要的技术发展方向是：不断扩展满足嵌入式应用时，对象系统要求的各种外围电路与接口电路，突显其对象的智能化控制能力。
它所涉及的领域都与对象系统相关，因此，发展MCU的重任不可避免地落在电气、电子技术厂家。
从这一角度来看，Intel逐渐淡出MCU的发展也有其客观因素。
在发展MCU方面，最著名的厂家当数Philips公司。
Philips公司以其在嵌入式应用方面的巨大优势，将MCS-51从单片微型计算机迅速发展到微控制器。
因此，当我们回顾嵌入式系统发展道路时，不要忘记Intel和Philips的历史功绩。
嵌入式系统单片机是嵌入式系统的独立发展之路，向MCU阶段发展的重要因素，就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决；因此，专用单片机的发展自然形成了SoC化趋势。
随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展，基于SoC的单片机应用系统设计会有较大的发展。
因此，对单片机的理解可以从单片微型计算机、单片微控制器延伸到单片应用系统。
单片机发展史[2]1971年intel公司研制出世界上第一个4位的微处理器；Intel公司的霍夫研制成功世界上第一块4位微处理器芯片Intel 4004，标志着第一代微处理器问世，微处理器和微机时代从此开始。
因发明微处理器，霍夫被英国《经济学家》杂志列为"二战以来最有影响力的7位科学家"之一。
1971年11月，Intel推出MCS-4微型计算机系统(包括4001 ROM芯片、4002 RAM芯片、4003移位寄存器芯片和4004微处理器)其中4004(下图)包含2300个晶体管，尺寸规格为3mm×4mm，计算性能远远超过当年的ENIAC，最初售价为200美元。
1972年4月，霍夫等人开发出第一个8位微处理器Intel 8008。
由于8008采用的是P沟道MOS微处理器，因此仍属第一代微处理器。
1973年intel公司研制出8位的微处理器8080；1973年8月，霍夫等人研制出8位微处理器Intel 8080，以N沟道MOS电路取代了P沟道，第二代微处理器就此诞生。
主频2MHz的8080芯片运算速度比8008快10倍，可存取64KB存储器，使用了基于6微米技术的6000个晶体管，处理速度为0.64MIPS(Million Instructions Per Second)。
1975年4月，MITS发布第一个通用型Altair 8800，售价375美元，带有1KB存储器。
这是世界上第一台微型计算机。
1976年intel公司研制出MCS-48系列8位的单片机，这也是单片机的问世。
Zilog公司于1976年开发的Z80微处理器，广泛用于微型计算机和工业自动控制设备。
当时，Zilog、Motorola和Intel在微处理器领域三足鼎立。
20世纪80年代初，Intel公司在MCS-48系列单片机的基础上，推出了MCS-51系列8位高档单片机。
MCS-51系列单片机无论是片内RAM容量，I/O 口功能，系统扩展方面都有了很大的提高。