提到 單片機(MCU)，很多人的第一反應(yīng)可能是“聽起來很高大上”，但其實它就是一顆集成了各種功能的小芯片，可以用來控制各種電子設(shè)備。而今天我們聊的是 8位單片機——一種應(yīng)用非常廣、價格親民、功能夠用的微控制器。

1. 什么是8位單片機?

“8位”指的是單片機一次能處理的數(shù)據(jù)寬度是 8位二進制(也就是一個字節(jié))。這意味著它的寄存器、數(shù)據(jù)總線、算術(shù)邏輯運算大多以8位為單位來進行處理。

像我們熟悉的 8051、PIC、AVR、STM8 等，都是8位單片機的典型代表。

2. 8位單片機的基本結(jié)構(gòu)

雖然只有巴掌大小，但8位單片機的內(nèi)部可是“五臟俱全”，主要包括以下幾個核心部分：

(1)中央處理器(CPU)

CPU 是單片機的大腦，負責讀取指令、分析指令，并執(zhí)行相應(yīng)的操作。

在8位單片機里，CPU 主要以8位為單位進行數(shù)據(jù)運算和邏輯判斷，比如加法、減法、與或非等。

(2)存儲器

單片機的存儲器一般分三種：

ROM/Flash：存放程序代碼，掉電后數(shù)據(jù)不會丟失。

RAM：存放臨時數(shù)據(jù)，比如運算中間值、變量等，掉電后會清空。

EEPROM(部分型號有)：掉電不丟數(shù)據(jù)，可用于保存配置信息。

(3)輸入/輸出接口(I/O端口)

I/O 口是單片機和外部世界交流的“手腳”。

通過這些引腳，單片機可以讀取外部傳感器的數(shù)據(jù)，也能輸出信號去驅(qū)動LED、蜂鳴器、電機等執(zhí)行器。

(4)定時器/計數(shù)器

定時器可以幫單片機在準確的時間間隔內(nèi)執(zhí)行任務(wù)，比如每隔1ms掃描一次按鍵。

計數(shù)器則可以用來記錄事件發(fā)生的次數(shù)，比如紅外脈沖計數(shù)、外部信號頻率測量等。

(5)中斷系統(tǒng)

中斷就像“緊急插隊”機制，讓單片機在處理任務(wù)時，如果遇到更重要的事情(比如傳感器報警)，可以馬上暫停當前任務(wù)去優(yōu)先處理緊急事件。

(6)通信接口

很多8位單片機自帶 UART、SPI、I2C 等通信接口，用于和其他設(shè)備或模塊進行數(shù)據(jù)交換，比如連接藍牙模塊、顯示屏等。

3. 為什么8位單片機依然很受歡迎?

成本低：價格幾毛到幾塊錢就能買到。

功耗低：非常適合電池供電的設(shè)備。

開發(fā)簡單：硬件結(jié)構(gòu)簡單，上手快。

應(yīng)用廣泛：家電、玩具、傳感器模塊、工業(yè)控制等都能用。

4. 總結(jié)

8位單片機看似簡單，但它的結(jié)構(gòu)其實非常完整——CPU、存儲器、I/O、定時器、中斷、通信接口一應(yīng)俱全。正因為這種“小而精”的特性，它至今仍在各行各業(yè)發(fā)揮著重要作用。如果你想入門單片機編程，8位單片機是個非常好的起點!