A. 不用單片機如何實現以下電路
先用模擬電壓比較器區分你需要的邏輯，將比較器的輸出接到一個3秒左右餓單穩觸發端，單穩的輸出控制一個開關到信號到輸出的電路中，當按你設定的2.5V以上時，比較器不輸出觸發信號，電路正常工作，當低於2.5V時，比較器的輸出觸發單穩電路工作，單穩的輸出持續時間為電路參數決定的3秒左右，這個信號用來控制開關，就可以將信號按你的要求切斷接地，單穩超過設定時間後自動恢復，電路回到常態等下一次比較器的判斷。
B. 數電課程設計,LED點陣驅動電路設計,不用單片機
也是可以做的，只是要從eeprom里讀取點陣信息
C. 沒接觸過電子，零基礎自學單片機的步驟，需要先學什麼
最好是先學模擬電路，數字電路，單片機，匯編，C語言。。。。。。。。
D. 為什麼在工業上多用PLC而不是單片機
PLC的特點 1.PLC的可靠性高這也是在工業領域應用最多的原因之一。PLC的構成簡單來說就是通過單片微型計算機再加上相應的保護電路及自診斷功能組成的，因此PLC的穩定性與安全性都高於單片機。
2.PLC的輸入和輸出功能模塊齊全。PLC針對不同的工業現場信號如直流或交流、開關量、數字量或模擬量、電壓或電流等，均有相應的模塊與工業現場的器件(如按鈕、開關、感測電流變送器、電機啟動器或控制閥等)直接連接。這正適合了在工業場景中的大多數開發要求。
3.PLC的編程容易方便，PLC的編程多採用的是梯形圖方式，這種方式可以類比於早些年前的繼電器拼裝成的大規模控制系統，易於開發控制。
4.PLC的現場安裝調試比較於單片機具有很大的優勢，他的安裝大多數是採用的模塊化安裝加現場匯流排的方式，而單片機的應用還要選擇合適的地點封裝散熱性等等。
綜上PLC和單片機的優勢對比可知在工業上對PLC的應用多單片機。
單片機的特點
1.單片機的研發首選需要設計應用場景的原理圖，PCB圖最後到電路板的製作，然後再進行編程這種方式的的缺點是開發時間久，應用的兼容性差。
2.單片機相比於PLC的優點在於對於復雜系統的控制能力強，價格便宜，體積小適合常用的家用電子產品。
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剛開始單片機在工業應用的，後來由於工業控制的復雜化在加上單片機的性價比等因素，得不到推廣於工業領域。至九十年代，電子產品的來潮，單片機才迎來真正屬於自己的一片天。工業領域不能因為單片機而止步不前，於是在傳統繼電器控制基礎上研發出可編程邏輯控制器（PLC）。消費電子產品更新換代快，而單片機成本也低且便於量產，對電子產品最好不過了。不像工業上用的需要穩定可靠還要用的久，雖然PLC貴但是用時久了也相當於把成本降低了。
工業上多用PLC而不是單片機，也是有原因的。
工業控制領域對穩定性和可靠性要求高，不能三天打漁兩天曬網，對企業損失是巨大。工業控制環境惡劣，有防護等級要求、設備露天作業等，遇到雨天、潮濕天氣、極寒天氣，單片機運行能穩定不？可靠性不敢恭維！在工業領域，I/O點動不動成百上千，單片機肯定抗不住，PLC都要弄套冗餘系統以防萬一，單片機很難辦到。工業控制只是它其中一部分，用過PLC的都知道。需要數據採集、通訊、上位、組態，運動控制及顯示，得完全依賴工業體系與通訊協議造成，單個的單片機是搞定不了的。比如MODBUS、OPC、PROFIBUS的實現。
開發周期短於單片機，門檻低，不像單片機編程的C語言、匯編語言對於初學者難度大，而PLC編程只要有繪制電氣原理圖的能力，它的梯形圖編程就能很好入門。拿開發周期而言，一個人開發能不？等你弄出來PLC早已經做好准備上現場了。大型項目的高壓設備啟動運行，小小單片機不得玩死。適用人群也不同，單片機主要是電子工程師而PLC是電氣工程師，這兩種不同的職業，肯定融合不了，說白了很多電氣工程師都不知道玩C語言、匯編語言之類的開發語言。電氣工程師覺得編程不夠優化，PLC可以自行修改，單片機做好之後就是固定的不是專業人士根本無濟於事。例如工業生產過程需要增I/O點刪I/O點，單片機能行嗎？
PLC它的就是穩定性好，不像我們的消費電子產品，例如手機閃退對我們沒損失，大不了重啟一下。但是在工業上，你這樣時不時閃退企業還不被活活玩死，嚴重時造成人命都沒了。雖然單片機成本低，從整體看單片機的性價比跟PLC比不了的。
說個很形象的比喻吧，在工控領域，PLC相當於小學文化，單片機相當於初中文化。
PLC實質上就是一套集成各種外設功能的單片機控制系統。使用PLC有兩大好處，一是編程容易，上手快。二是基本不用考慮硬體的可靠性和適配性問題，需要什麼功能就選什麼樣的模塊就行。
而單片機用起來就麻煩很多，使用者要更多的考慮電路系統及外設硬體的可靠性，而且編程基本用C和匯編等基礎語言，對編程者的邏輯思維能力要求比較高，而且軟體和硬體的結合適應更是個很撓頭的事。能熟練掌握單片機軟硬體系統，那反過來學習和使用PLC就是小兒科了。
從兩者的應用來說，PLC側重於對工控成本比較寬松，而且對可靠性要求比較高的場合，比如機床，設備等。而對於偏重成本的中大批量產品，毫無疑問必須使用單片機。
由於掌握單片機的應用比掌握PLC，有更廣泛的應用，所以建議年輕的從業者應該不畏艱難，從單片機入手進入工控的世界。PLC需要的話，再入手不遲
朋友們好，我是電子及工控技術，我來回答這個問題。PLC自1969年在美國誕生以來它就是為了解決當時工業控制領域中一些特殊的控制需要，由於在試用期間它的運行情況表現很出色，慢慢地PLC就在工控界發揮著越來越重要的作用了。到目前為止PLC已經成為了工控領域中的核心控制器件了，我所在的單位中很多設備中都是選用的PLC作為核心控制器件，比如機器人多功能工作台上就有西門子S7-1200的PLC，它作為機器人本體的外設專門負責機器人與其它器件的協調控制工作，比如各類感測器所檢測到的信號首先要送入到PLC，然後通過PLC內部程序的處理後得到的開關信號告知工業機器人啟動、暫停或者復位等一系列動作。另外還有數控機床中也使用了內置式PLC裝置。由此可見在工業控制領域中PLC的使用是隨處可見的，下面我來說說在工業控制中為什麼對PLC情有獨鍾。
PLC在工業控制領域中的優點
在工業控制領域中PLC作為不二的選擇，它到底有哪些魅力讓工業控制系統的設計技術人員對它如此重視呢？在我看來主要體現在以下幾個方面，其一是PLC具有很強的抗干擾能力和很高的可靠性，在我們單位實驗室中有近20台PLC，自從2005年實驗設備進來之後，每天都在運行工作，到目前為止PLC模塊還沒有出現過故障，其它模塊都已經換了一個又一個了，從這點可以看出PLC的可靠性有如此之高，據我所知在一些品牌的PLC中還採用了冗餘的CPU（中央處理器），像這樣的PLC無故障的時間會更長。
接下來我再聊聊關於PLC的抗干擾能力強的問題，PLC在設計之初就已經考慮到了它所工作的環境，在工業環境中可能會有很強的磁場干擾，電路中的高次諧波干擾等等，因此從PLC內部電路元器件的選擇上就選擇了高質量，性能好的元器件，比如它的微處理器CPU就採用了抗干擾能力強的CPU。在電路的設計上就採用了多重抗干擾技術，我們從電源上講就使用了多級濾波技術，後面還使用了集成的穩壓塊進行穩壓，這樣以來不管是外部電源高次諧波的影響還是電源電壓的波動，PLC都能泰然處之。最後從電磁干擾方面講，由於PLC的輸入和輸出埠都使用了光電隔離技術，在PLC整個電路的設計上都使用了屏蔽技術，這些技術手段的使用也使電磁干擾信號沒有可乘之機。從以上我說的可以看到PLC天生就是為工業控制領域所使用的控制器。
第二點我們再從學習PLC的難易程度來看，我們知道PLC最初是在繼電器控制電路的基礎上誕生的，它可以使用非常形象的梯形圖作為控制「語言」，這樣非常直觀。對於很多電氣技術員來說學會也是非常容易的事情了，因此一般的電氣技術人員在設計控制系統時首先就會想到運用PLC來控制了。
第三點從PLC控制電路的維護和升級方面來看也是非常的方便，同時在以PLC為核心的控制電路中，從硬體配置、安裝以及到軟體的使用即使計算機技術一般的人員也能上手去做，這樣的話也會大大縮短整個電路完成的時間，我認為由於PLC有了以上的眾多優點，在工業控制中使用它是理所當然的了。
單片機在工業控制領域中的短板
我們在反觀單片機這種控制晶元，我接觸它也有好些年了。從我使用過程中單片機有很多「致命」弱點，比如它的抗干擾能力就很弱，尤其是在工業環境這樣惡劣的地方，用單片機控制根本顯示不出它的優勢。先從電壓要求來說它需要較低的電壓，稍不留神就會燒壞單片機晶元，我在玩單片機時就是因為電壓的問題燒壞了許多，當單片機過低的時候它就會「罷工」不給你工作了，我在維修單片機控制電路板時，經常會查出因為電源電壓低造成整個控制電路無法正常工作。比如有的單片機正常工作電壓是5V，當電壓降到3.4V時它就「罷工」不工作了，我認為單片機比較「嬌貴」不好伺候，可靠性差。另外單片機所使用的語言相比較PLC梯形圖語言來說學習難度要大，比如它所用的C語言或者匯編語言，要編一個像樣的控製程序需要很熟練的掌握才行，短時間無法完成，這樣用它設計工業控制系統所需的時間會延長。
工業生產首要的因素就是穩定！因此，我們設計一個工業控制系統首先考慮的因素就是可靠！而PLC就是專門為工業生產設計的，它的實質就是一個單片機系統，但是它比單片機更可靠，更穩定，更不容易受干擾。現在，由於惡性競爭，為了降低成本，都在用單片機替代PLC，看似成本降低，實則掩耳盜鈴。試想，一個系統你用單片機替代PLC省了一部分錢，但是由於不穩定導致的停產，你所損失的遠遠大於你節省的成本
plc的核心也是單片機啊，plc是系統，是通用成品，側重於控制方案的實現，可以隨時修改程序，所以編程簡單，成本高。
單片機是晶元，要加上好多外圍電路設計才能用，適合批量生產，定製設計，修改難度大，成本相對低。
二者不能簡單的對比，工業的控制對象介面比較標准，因此通用類的plc比較適用。
可以這樣說，單片機就是面向工業控制應用的成熟產品。但是單片機應用的行業要比plc廣泛得多。
解答這個問題，首先要了解PLC和單片機的聯系！提到單片機，大家往往會想到51單片機，其實單片機種類非常多，比如arm。那你打開某款PLC，會發現他的cpu就是某arm處理器。
這時你應該明白，PLC只不過是模塊化的單片機系統！
一、用單片機解決一個工業控制問題，不是不可以，太費時！首先，根據工藝搭建硬體電子電路，這些電路包含通信電路，光耦隔離電路，模擬量的模數轉換或數模轉換電路，基本時鍾……一大堆電路，然後，基於你搭建的電路開發所需要的程序，一般用c語言，開發非常費時。等你完成這個程式控制器時，人家早用PLC做了100多個項目了。用PLC做系統，不用考慮電子硬體電路，只需要加幾個不同功能的模塊就可以編程了，常用的梯形圖程序比c語言簡單多了，有現成的函數，功能塊，咱就拿最簡單的定時器做比方，單片機做個精確定時程序要比plc費力的多。
二、你的工程做好了，發現需要修改，用plc系統做的，添加模塊，換別的模塊，修改程序，改一些線，分分鍾搞定，單片機系統呢？把電路板重做！
三、一個大型的工控項目比如有幾千個控制量，要是用單片機，得搭建多少電子電路？大項目往往有很多智能儀表，人機界面，工控機，你要考慮你製作的單片機電路板和這些都兼容，通信驅動程都要搞定！用大型plc比如西門子s7_400，很容易實現設備間的通訊，組成現場匯流排，設備與設備間的大多數通信可以兼容，省去大量時間。
四、不敢保證你用單片機製作的電路可靠性能夠滿足工業現場需要。plc，一般西門子的，可靠極了！
五、有些設備，只要程序相對固定，只需要設置參數，那就不用plc，用專業程式控制器！比如燃燒器程式控制器，它也和plc相似，也有幾路輸入輸出，但是，工藝固化，不需要編程！這些專業程式控制器就是拿單片機開發的！
六、plc正是 社會 化分工的縮影！一個電氣工程師要完成一個項目，他只要把精力放在宏觀項目上就可以了。電子工程師和計算機工程師已經為電氣工程量身打造開發了plc系統，組態軟體，人機界面等等，這些拿來用就行了。
單片機可以替代PLC 嗎?答案是「不太可能」。第一次聽到這個答案可能會讓你感到意外。
一、什麼是單片機，什麼是PLC
1、單片機
單片機(Microcontrollers)，也簡稱MCU，是一種集成電路晶元，是採用超大規模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統、定時器/計數器等功能(可能還包括顯示驅動電路、脈寬調制電路、模擬多路轉換器、A/D轉換器等電路)集成到一塊矽片上構成的一個小而完善的微型計算機系統，在工業控制領域廣泛應用。
特點是編程、維護相對復雜，編程方式常用C語言或匯編，成本較低，IO口相對有限等特點。
2、PLC
PLC是Programmable Logic Controller的簡寫，翻譯成中文也即是可編程邏輯控制器，是一種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作電子系統。它採用一種可編程的存儲器，在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，通過數字式或模擬式的輸入輸出來控制各種類型的機械設備或生產過程。
1) 歷史
美國 汽車 工業生產技術要求的發展促進了PLC的產生，20世紀60年代，美國通用 汽車 公司在對工廠生產線調整時，發現繼電器、接觸器控制系統修改難、體積大、雜訊大、維護不方便以及可靠性差，於是提出了著名的「通用十條」招標指標。
2)結構
可編程邏輯控制器實質是一種專用於工業控制的計算機，其硬體結構基本上與微型計算機相同(基於成本等原因，大多PLC的控制晶元實際上就是單片機，也就是說可以將PLC看成是單片機的二次開發)。
電源用於將交流電轉換成PLC內部所需的直流電j目前大部分PLC採用開關式穩壓電源供電。
中央處理器(CPU)是PLC的控制中樞，也是PLC的核心部件，其性能決定了PLC的性能。
存儲器是具有記憶功能的半導體電路，它的作用是存放系統程序、用戶程序、邏輯變數和其他一些信息。其中系統程序是控制PLC實現各種功能的程序，由PLC生產廠家編寫，並固化到只讀存儲器(ROM)中，用戶不能訪問。
輸入單元是PLC與被控設備相連的輸入介面，是信號進入PLC的橋梁，它的作用是接收主令元件、檢測元件傳來的信號。輸入的類型有直流輸入、交流輸入、交直流輸入。
輸出單元也是PLC與被控設備之間的連接部件，它的作用是把PLC的輸出信號傳送給被控設備，即將中央處理器送出的弱電信號轉換成電平信號，驅動被控設備的執行元件。輸出的類型有繼電器輸出、晶體管輸出、晶閘門輸出。
PLC除上述幾部分外，根據機型的不同還有多種外部設備，其作用是幫助編程、實現監控以及網路通信。常用的外部設備有編程器、列印機、盒式磁帶錄音機、計算機等。
3)特點
可靠性高。由於PLC大都採用單片微型計算機，因而集成度高，再加上相應的保護電路及自診斷功能，提高了系統的可靠性。
編程容易。PLC的編程多採用繼電器控制梯形圖及命令語句，其數量比微型機指令要少得多，除中、高檔PLC外，一般的小型PLC只有16條左右。由於梯形圖形象而簡單，因此容易掌握、使用方便，甚至不需要計算機專業知識，就可進行編程。
組態靈活。由於PLC採用積木式結構，用戶只需要簡單地組合，便可靈活地改變控制系統的功能和規模，因此，可適用於任何控制系統。
輸入/輸出功能模塊齊全。PLC的最大優點之一，是針對不同的現場信號(如直流或交流、開關量、數字量或模擬量、電壓或電流等)，均有相應的模板可與工業現場的器件(如按鈕、開關、感測電流變送器、電機啟動器或控制閥等)直接連接，並通過匯流排與CPU主板連接。
安裝方便。與計算機系統相比，PLC的安裝既不需要專用機房，也不需要嚴格的屏蔽措施。使用時只需把檢測器件與執行機構和PLC的I/O介面端子正確連接，便可正常工作。
二、結論
經過上述闡述，我們可以看出：PLC實際上可以看成是單片機的二次應用開發，但是它又有自己鮮明的特點;如果單片機也具備PLC的這些特點的話，那麼將取代PLC;但是就目前形勢(單片機的功能、價格、穩定性、易用性、編程及維護等)來看，那將是一項不可能完成，或者說期限趨向於無窮的艱巨任務。
總之，兩者各有優勢，在IO口較少、功能塊不多的場合一般選擇用單片機，反之多選PLC(開發周期短、成本低(大型項目相對較低)、易用性強、IO口多等原因)。
1.單片機
從設計角度，需要軟硬體設計，對設計人員要求高，入手比較難，比較慢；
從穩定性角度，單片機抗干擾能力差，對惡劣環境適應性不好，而工業應用環境復雜，決定單片機不能大范圍應用在工業上；
維修及維護不方便，實時監控效果差。
2.PLC
PLC用戶不必要設計和製作硬體裝置，功能強大，使用面廣，編程簡單，技術人員更容易入手，同時，減少工作人員的工作量。
可靠性高抗干擾能力強，能適應不同溫度和濕度的環境。
同時，PLC故障率低，有很強的實時監視功能，不同功能的模塊，也標准化，維修方便。
3.盡管PLC在工業領域應用多於單片機，但單片機也有各種優點，如價格便宜、體積可以做到足夠小等，廣泛應用在電子產品上面。
以上僅為個人觀點，有不同見解，可私信交流！謝謝
首先要了解一下自動化發展的歷程，最早的時候可以說是半自動的，機械製造的設備沒有很好的控制系統，功能的實現是靠機械裝置和繼電器，接觸器，定時器等獨立原件裝配。發展到後來靠電子設備來控制，修改參數。這里就有了一個工業設備配電櫃的裝配習慣，工業電工的思路都是按照基本的接觸器，定時器，開關等配置起來的，而且在現實中還要經常的去改動某些接觸器，開關的控制方式，這樣如果用單片機控制的話就會出現一個修改程序的問題，單片機如果修改一個函數涉及的方面過多，很麻煩，這樣PLC應時而生，PLC在做編程的時候迎合了機械電工的思路，編程相對來說簡單，容易修改，不用關心運行的死機，儲存信息代碼，各種設備信息交換代碼等復雜的編寫。
其實PLC就是單片機加入了程序，PLC是在單片機的程序基礎上做的二次開發，這個需要理解，原始的編碼應該都是基於二進制的編碼系統的，後來的匯編，再到後來的電腦的C,C++等，單片機的keil等，都是在簡化編程方法，減少編程錯誤，智能化了。
E. 我學了數電和模電但沒有學單片機,請問能設計出實用性的電路嗎給個提示
數電和模電只是最基礎的電路學科，就像是你學了1+1=2想給人類數學做出貢獻，這顯然不足夠的。實用電路的設計不單只是理論上需要各個科目進行支持，同時也涉及到很多工程性的問題，不是一兩本書，一兩門課就能掌握的。現在的電路基本上用集成電路所組成，軟體也成為電器不可分割的一部分了，不學單片機，嵌入式在目前的行業里基本上不可能用多大出路了。
希望我的回答能幫到你！
F. 學習單片機需要具備哪些基礎知識
要學單片機,首先要有硬體基礎,熟悉單片面內部結構和各引腳功能,這要先學講解單片機原理的資料,了解了單片機的工作原理,還要有電路設計的的功底,能設計外圍電路,否則稍有錯誤就不能正常運行,有了硬體設計能力再學習編寫程序,建議從匯編學習再學C程序編程.所以單片機設計是軟硬體設計兩方面兼有的。
C語言必須會，因為單片機是那個C語言寫程序的，你可以到網上下載譚浩強C設計第三版，這個對初學51單片機是綽綽有餘，硬體的話模電數電也要了解，否則後面學習對你的障礙很大，重要看你學習單片機的目的，是純粹單片機愛好者那，還是想忘研發上面發展，這個自己必須明確，如果以後想上研發方面發展，那你學習的東西還會很多，你可以到網上買塊51學習板50-70元的急可以了，到網上下載郭天祥老師十天學會51單片機教材，慢慢學習。
G. 我要做畢業設計，是電子專業的，我是做板子，不要單片機，我單片機太差了！需要原理和原理圖
來唄，具體要求描述下.
H. 不用單片機怎麼設計pwm調速器
可以用555定時器或者運算放大器設計占空比可調振盪器，或者用TL494等專用PWM控制晶元設計。
I. 零基礎學單片機能行嗎
行，不過不好學。
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單片機
單片機是一種集成電路晶元，是採用超大規模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器CPU隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統、定時器/計時器等功能（可能還包括顯示驅動電路、脈寬調制電路、模擬多路轉換器、A/D轉換器等電路）集成到一塊矽片上構成的一個小而完善的微型計算機系統，在工業控制領域的廣泛應用。從上世紀80年代，由當時的4位、8位單片機，發展到現在的32位300M的高速單片機。
目 錄
1概述
2應用分類
2.1 通用專用
2.2 線型
2.3 控制型
3發展歷史
3.1 主要階段
3.2 早期發展
4硬體特性
5基本結構
6應用范圍
6.1 智能儀器
6.2 工業控制
6.3 家用電器
6.4 網路和通信
6.5 設備領域
6.6 模塊化系統
6.7 汽車電子
7學習方法
7.1 基礎理論
7.2 實驗實踐
7.3 硬體設計
8抗干擾設計
8.1 抗干擾
8.2 抗干擾技術
9電子技術中單片機的應用
10基礎知識
10.1 匯流排
10.2 地址指令
10.3 功能
10.4 執行過程
10.5 堆棧
10.6 開發過程
11單片指令
11.1 傳送操作
11.2 算術操作
11.3 邏輯操作
11.4 程序轉移
11.5 布爾變數操作
12單片機晶元
12.1 三星單片機
12.2 SST 單片機
13攻擊技術
14加密方法
15單片機故障的排除
15.1 1單片機正常工作的三個條件
15.2 2單片機內部是否正常工作的檢測
1概述
單片微型計算機簡稱單片機，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），
單片機晶元
常用英文字母的縮寫MCU表示單片機，單片機又稱單片微控制器，它不是完成某一個邏輯功能的晶元，而是把一個計算機系統集成到一個晶元上。單片機由運算器、控制器、存儲器、輸入輸出設備構成，相當於一個微型的計算機（最小系統），和計算機相比，單片機缺少了外圍設備等。概括的講：一塊晶元就成了一台計算機。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發提供了便利條件。同時，學習使用單片機是了解計算機原理與結構的最佳選擇。它最早是被用在工業控制領域。
由於單片機在工業控制領域的廣泛應用，單片機由僅有CPU的專用處理器晶元發展而來。最早的設計理念是通過將大量外圍設備和CPU集成在一個晶元中，使計算機系統更小，更容易集成進復雜的而對體積要求嚴格的控制設備當中。
INTEL的8080是最早按照這種思想設計出的處理器，當時的單片機都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8051，此後在8051上發展出了MCS51系列單片機系統。因為簡單可靠而性能不錯獲得了很大的好評。盡管2000年以後ARM已經發展出了32位的主頻超過300M的高端單片機，直到現在基於8051的單片機還在廣泛的使用。在很多方面單片機比專用處理器更適合應用於嵌入式系統，因此它得到了廣泛的應用。事實上單片機是世界上數量最多處理器，隨著單片機家族的發展壯大，單片機和專用處理器的發展便分道揚鑣。
現代人類生活中所用的幾乎每件有電子器件的產品中都會集成有單片機。手機、電話、計算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及滑鼠等電子產品中都含有單片機。 汽車上一般配備40多片單片機，復雜的工業控制系統上甚至可能有數百片單片機在同時工作！單片機的數量不僅遠超過PC機和其他計算機的總和，甚至比人類的數量還要多。
2應用分類
單片機作為計算機發展的一個重要分支領域，根據發展情況，從不同角度單片機大致可以分為通用型/專用型、匯流排型/非匯流排型及工控型/家電型。
通用專用
這是按單片機適用范圍來區分的。例如，80C51是通用型單片機，它不是為某種專用途設計的；專用型單片機是針對一類產品甚至某一個產品設計生產的，例如為了滿足電子體溫計的要求，在片內集成ADC介面等功能的溫度測量控制電路。
線型
這是按單片機是否提供並行匯流排來區分的。匯流排型單片機普遍設置有並行地址匯流排、 數
單片機
據匯流排、控制匯流排，這些引腳用以擴展並行外圍器件都可通過串列口與單片機連接，另外，許多單片機已把所需要的外圍器件及外設介面集成一片內，因此在許多情況下可以不要並行擴展匯流排，大大減省封裝成本和晶元體積，這類單片機稱為非匯流排型單片機。
控制型
這是按照單片機大致應用的領域進行區分的。一般而言，工控型定址范圍大，運算能力強；用於家電的單片機多為專用型，通常是小封裝、低價格，外圍器件和外設介面集成度高。 顯然，上述分類並不是惟一的和嚴格的。例如，80C51類單片機既是通用型又是匯流排型，還可以作工控用。
3發展歷史
單片機誕生於1971年，經歷了SCM、MCU、SoC三大階段，早期的SCM單片機都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8051，此後在8051上發展出了MCS51系列MCU系統。基於這一系統的單片機系統直到現在還在廣泛使用。隨著工業控制領域要求的提高，開始出現了16位單片機，但因為性價比不理想並未得到很廣泛的應用。90年代後隨著消費電子產品大發展，單片機技術得到了巨大提高。隨著INTEL i960系列特別是後來的ARM系列的廣泛應用，32位單片機迅速取代16位單片機的高端地位，並且進入主流市場。
而傳統的8位單片機的性能也得到了飛速提高，處理能力比起80年代提高了數百倍。高端的32位Soc單片機主頻已經超過300MHz，性能直追90年代中期的專用處理器，而普通的型號出廠價格跌落至1美元，最高端的型號也只有10美元。
當代單片機系統已經不再只在裸機環境下開發和使用，大量專用的嵌入式操作系統被廣泛應用在全系列的單片機上。而在作為掌上電腦和手機核心處理的高端單片機甚至可以直接使用專用的Windows和Linux操作系統。
主要階段
早期階段
SCM即單片微型計算機（Single Chip Microcomputer）階段，主要是尋求最佳的單片形態嵌入式系統的最佳體系結構。「創新模式」獲得成功，奠定了SCM與通用計算機完全不同的發展道路。在開創嵌入式系統獨立發展道路上，Intel公司功不可沒。
Micro Controller Unit
中期發展
MCU即微控制器（Micro Controller Unit）階段，主要的技術發展方向是：不斷擴展滿足嵌入式應用時，對象系統要求的各種外圍電路與介面電路，突顯其對象的智能化控制能力。它所涉及的領域都與對象系統相關，因此，發展MCU的重任不可避免地落在電氣、電子技術廠家。從這一角度來看，Intel逐漸淡出MCU的發展也有其客觀因素。在發展MCU方面，最著名的廠家當數Philips公司。
Philips公司以其在嵌入式應用方面的巨大優勢，將MCS-51從單片微型計算機迅速發展到微控制器。因此，當我們回顧嵌入式系統發展道路時，不要忘記Intel和Philips的歷史功績。
當前趨勢
SoC嵌入式系統(System on Chip）式的獨立發展之路，向MCU階段發展的重要因素，就是尋求應用系統在晶元上的最大化解決，因此，專用單片機的發展自然形成了SoC化趨勢。隨著微電子技術、IC設計、EDA工具的發展，基於SoC的單片機應用系統設計會有較大的發展。因此，對單片機的理解可以從單片微型計算機、單片微控制器延伸到單片應用系統。
早期發展
1971年intel公司研製出世界上第一個4位的微處理器；Intel公司的霍夫研製成功世界上第一塊4位微處理器晶元Intel 4004，標志著第一代微處理器問世，微處理器和微機時代從此開始。因發明微處理器，霍夫被英國《經濟學家》雜志列為「二戰以來最有影響力的7位科學家」之一。
1971年11月，Intel推出MCS-4微型計算機系統（包括4001 ROM晶元、4002 RAM晶元、4003移位寄存器晶元和4004微處理器）其中4004（下圖）包含2300個晶體管，尺寸規格為3mm×4mm，計算性能遠遠超過當年的ENIAC，最初售價為200美元。
1972年4月，霍夫等人開發出第一個8位微處理器Intel 8008。由於8008採用的是P溝道MOS微處理器，因此仍屬第一代微處理器。
1973年intel公司研製出8位的微處理器8080；1973年8月，霍夫等人研製出8位微處理器Intel 8080，以N溝道MOS電路取代了P溝道，第二代微處理器就此誕生。
主頻2MHz的8080晶元運算速度比8008快10倍，可存取64KB存儲器，使用了基於6微米技術的6000個晶體管，處理速度為0.64MIPS（Million Instructions Per Second ）。
1975年4月，MITS發布第一個通用型Altair 8800，售價375美元，帶有1KB存儲器。這是世界上第一台微型計算機。
1976年intel公司研製出MCS-48系列8位的單片機，這也是單片機的問世。
Zilog公司於1976年開發的Z80微處理器，廣泛用於微型計算機和工業自動控制設備。當時，Zilog、Motorola和Intel在微處理器領域三足鼎立。
20世紀80年代初，Intel公司在MCS-48系列單片機的基礎上，推出了MCS-51系列8位高檔單片機。MCS-51系列單片機無論是片內RAM容量，I/O口功能，系統擴展方面都有了很大的提高。
4硬體特性
1、主流單片機包括CPU、4KB容量的ROM、128 B容量的RAM、 2個16位定時/計數器、4個8位並行口、全雙工串口行口、ADC/DAC、SPI、I2C、ISP、IAP。
晶元
2、系統結構簡單，使用方便，實現模塊化；
3、單片機可靠性高，可工作到10^6 ~10^7小時無故障；
4、處理功能強，速度快。
5、低電壓，低功耗，便於生產攜帶型產品
6、控制功能強
7、環境適應能力強。
5基本結構
1.運算器
運算器由運算部件——算術邏輯單元（Arithmetic & Logical Unit，簡稱ALU）、累加器和寄存器等幾部分組成。ALU的作用是把傳來的數據進行算術或邏輯運算，輸入來源為兩個8位數據，分別來自累加器和數據寄存器。ALU能完成對這兩個數據進行加、減、與、或、比較大小等操作，最後將結果存入累加器。例如，兩個數6和7相加，在相加之前，操作數6放在累加器中，7放在數據寄存器中，當執行加法指令時，ALU即把兩個數相加並把結果13存入累加器，取代累加器原來的內容6。
運算器有兩個功能：
(1) 執行各種算術運算。
(2) 執行各種邏輯運算，並進行邏輯測試，如零值測試或兩個值的比較。
運算器所執行全部操作都是由控制器發出的控制信號來指揮的，並且，一個算術操作產生一個運算結果，一個邏輯操作產生一個判決。
2.控制器
控制器由程序計數器、指令寄存器、指令解碼器、時序發生器和操作控制器等組成，是發布命令的「決策機構」，即協調和指揮整個微機系統的操作。其主要功能有：
(1) 從內存中取出一條指令，並指出下一條指令在內存中的位置。
(2) 對指令進行解碼和測試，並產生相應的操作控制信號，以便於執行規定的動作。
(3) 指揮並控制CPU、內存和輸入輸出設備之間數據流動的方向。
微處理器內通過內部匯流排把ALU、計數器、寄存器和控制部分互聯，並通過外部匯流排與外部的存儲器、輸入輸出介面電路聯接。外部匯流排又稱為系統匯流排，分為數據匯流排DB、地址匯流排AB和控制匯流排CB。通過輸入輸出介面電路，實現與各種外圍設備連接。
3.主要寄存器
（1）累加器A
圖1-2 單片機組成框圖
累加器A是微處理器中使用最頻繁的寄存器。在算術和邏輯運算時它有雙功能：運算前，用於保存一個操作數；運算後，用於保存所得的和、差或邏輯運算結果。
（2）數據寄存器DR
數據寄存器通過數據匯流排向存儲器和輸入/輸出設備送（寫）或取（讀）數據的暫存單元。它可以保存一條正在解碼的指令，也可以保存正在送往存儲器中存儲的一個數據位元組等等。
（3）指令寄存器IR和指令解碼器ID
指令包括操作碼和操作數。
指令寄存器是用來保存當前正在執行的一條指令。當執行一條指令時，先把它從內存中取到數據寄存器中，然後再傳送到指令寄存器。當系統執行給定的指令時，必須對操作碼進行解碼，以確定所要求的操作，指令解碼器就是負責這項工作的。其中，指令寄存器中操作碼欄位的輸出就是指令解碼器的輸入。
（4）程序計數器PC
PC用於確定下一條指令的地址，以保證程序能夠連續地執行下去，因此通常又被稱為指令地址計數器。在程序開始執行前必須將程序的第一條指令的內存單元地址（即程序的首地址）送入PC，使它總是指向下一條要執行指令的地址。
（5）地址寄存器AR
地址寄存器用於保存當前CPU所要訪問的內存單元或I/O設備的地址。由於內存與CPU之間存在著速度上的差異，所以必須使用地址寄存器來保持地址信息，直到內存讀/寫操作完成為止。
顯然，當CPU向存儲器存數據、CPU從內存取數據和CPU從內存讀出指令時，都要用到地址寄存器和數據寄存器。同樣，如果把外圍設備的地址作為內存地址單元來看的話，那麼當CPU和外圍設備交換信息時，也需要用到地址寄存器和數據寄存器。[1]
6應用范圍
單片機滲透到我們生活的各個領域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。導彈的導航裝置
電路板
，飛機上各種儀表的控制，計算機的網路通訊與數據傳輸，工業自動化過程的實時控制和數據處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統，錄像機、攝像機、全自動洗衣機的控制，以及程式控制玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。更不用說自動控制領域的機器人、智能儀表、醫療器械以及各種智能機械了。因此，單片機的學習、開發與應用將造就一批計算機應用與智能化控制的科學家、工程師。
單片機廣泛應用於儀器儀表、家用電器、醫用設備、航空航天、專用設備的智能化管理及過程式控制制等領域，大致可分如下幾個范疇：
智能儀器
單片機具有體積小、功耗低、控制功能強、擴展靈活、微型化和使用方便等優點，廣泛應用於儀器儀表中，結合不同類型的感測器，可實現諸如電壓、電流、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。採用單片機控制使得儀器儀表數字化、智能化、微型化，且功能比起採用電子或數字電路更加強大。
例如精密的測量設備（電壓表、功率計，示波器，各種分析儀）。
工業控制
單片機具有體積小、控制功能強、功耗低、環境適應能力強、擴展靈活和使用方便等優點，用單片機可以構成形式多樣的控制系統、數據採集系統、通信系統、信號檢測系統、無線感知系統、測控系統、機器人等應用控制系統。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報警系統，與計算機聯網構成二級控制系統等。
家用電器
家用電器廣泛採用了單片機控制，從電飯煲、洗衣機、電冰箱、空調機、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設備和白色家電等。
網路和通信
現代的單片機普遍具備通信介面，可以很方便地與計算機進行數據通信，為在計算機網路和通信設備間的應用提供了極好的物質條件，通信設備基本上都實現了單片機智能控制，從手機，電話機、小型程式控制交換機、樓宇自動通信呼叫系統、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的行動電話，集群移動通信，無線電對講機等。
設備領域
單片機在醫用設備中的用途亦相當廣泛，例如醫用呼吸機，各種分析儀，監護儀，超聲診斷設備及病床呼叫系統等等。
模塊化系統
某些專用單片機設計用於實現特定功能，從而在各種電路中進行模塊化應用，而不要求使用人員了解其內部結構。如音樂集成單片機，看似簡單的功能，微縮在純電子晶元中（有別於磁帶機的原理），就需要復雜的類似於計算機的原理。如：音樂信號以數字的形式存於存儲器中（類似於ROM），由微控制器讀出，轉化為模擬音樂電信號（類似於音效卡）。
在大型電路中，這種模塊化應用極大地縮小了體積，簡化了電路，降低了損壞、錯誤率，也方便於更換。
汽車電子
單片機在汽車電子中的應用非常廣泛，例如汽車中的發動機控制器，基於CAN匯流排的汽車發動機智能電子控制器、GPS導航系統、abs防抱死系統、制動系統、胎壓檢測等。
此外，單片機在工商、金融、科研、教育、電力、通信、物流和國防航空航天等領域都有著十分廣泛的用途。
7學習方法
基礎理論
基礎理論知識包括模擬電路、數字電路和C語言知識。模擬電路和數字電路屬於抽象學科，要把它學好還得費點精神。在你學習單片機之前，覺得模擬電路和數字電路基礎不好的話，不要急著學習單片機，應該先回顧所學過的模擬電路和數字電路知識，為學習單片機加強基礎。否則，你的單片機學習之路不僅會很艱難和漫長，還可能半途而廢。筆者始終認為，扎實的電子技術基礎是學好單片機的關鍵，直接影響單片機學習入門的快慢。有些同學覺得單片機很難，越學越復雜，最後學不下去了。有的同學看書時似乎明白了，可是動起手來卻一塌糊塗，究其原因就是電子技術基礎沒有打好，首先被表面知識給困惑了。
單片機屬於數字電路，其概念、術語、硬體結構和原理都源自數字電路，如果數字電路基礎扎實，對復雜的單片機硬體結構和原理就能容易理解，就能輕松地邁開學習的第一步，自信心也會樹立起來。相反，基礎不好，這個看不懂那個也弄不明白，越學問題越多，越學越沒有信心。如果你覺得單片機很難，那就應該先放下單片機教材，去重溫數字電路，搞清楚觸發器、寄存器、門電路、COMS電路、時序邏輯和時序圖、進制轉換等理論知識。理解了這些知識之後再去看看單片機的結構和原理，我想你會大徹大悟，信心倍增。
模擬電路是電子技術最基礎的學科，她讓你知道什麼是電阻、電容、電感、二極體、三極體、場效應管、放大器等等以及它們的工作原理和在電路中的作用，這是學習電子技術必須掌握的基礎知識。一般是先學習模擬電路再去學習數字電路。扎實的模擬電路基礎不僅讓你容易看懂別人設計的電路，而且讓你的設計的電路更可靠，提高產品質量。
單片機的學習離不開編程，在所有的程序設計中C語言運用的最為廣泛。C語言知識並不難，沒有任何編程基礎的人都可以學，在我看來，初中生、高中生、中專生、大學生都能學會。當然，數學基礎好、邏輯思維好的人學起來相對輕松一些。C語言需要掌握的知識就那麼3個條件判斷語句、3個循環語句、3個跳轉語句和1個開關語句。別小看這10個語句，用他們組合形成的邏輯要多復雜有多復雜。學習時要一條語句一條語句的學，學一條活用一條，全部學過用過這些關鍵語句後，相信你的C基礎建立了。
當基礎打好以後，你會感覺到單片機不再難學了，而且越學越起勁。當單片機乖乖的依照你的邏輯思維和演算法去執行指令，實現預期控制效果的時候，成就感會讓你信心十足、夜以續日、廢寢忘食的投入到單片機的世界裡。可以這么說，扎實的電子技術基礎和C語言基礎能增強學習單片機信心，較快掌握單片機技術。
實驗實踐
這是真正學習單片機的過程，既讓人興奮又讓人疲憊，既讓人無奈又讓人不服，既讓人孤獨又讓人充實，既讓人氣憤又讓人欣慰，既有失落感又有成就感。其中的酸甜苦辣只有學過的人深有體會。思想上要有刻苦學習的決心，硬體上要有一套完整的學習開發工具，軟體上要注重理論和實踐相結合。
1.有刻苦學習的決心
首先，明確學習目的。先認真回答兩個問題：我學單片機來做什麼？需要多長時間把它學會？這是你學單片機的動力。沒有動力，我想你堅持不了多久。其次，端正學習心態。單片機學習過程是枯燥乏味、孤獨寂寞的過程。要知道，學習知識沒有捷徑，只有循序漸進，腳踏實地，一步一個腳印，才能學到真功夫。再次，要多動腦勤動手。單片機的學習具有很強的實踐性，是一門很注重實際動手操作的技術學科。不動手實踐你是學不會單片機的。最後，虛心交流。在單片機學習過程中每個人都會遇到無數不能解決的問題，需要你向有經驗的過來人虛心求教，否則，一味的自己埋頭摸索會走許多彎路，浪費很多時間。
2.有一套完整的學習開發工具
學習單片機是需要成本的。必須有一台電腦、一塊單片機開發板（如果開發板不能直接下載程序代碼的話還得需要一個編程器）、一套視頻教程、一本單片機教材和一本C語言教材。電腦是用來編寫和編譯程序，並將程序代碼下載到單片機上；開發板用來運行單片機程序，驗證實際效果；視頻教程就是手把手教你單片機開發環境的使用、單片機編程和調試。對於單片機初學者來說，視頻教程必須看，要不然，哪怕把教材看了幾遍，還是不知道如何下手，尤其是院校里的單片機教材，學了之後，面對真正的單片機時可能還是束手無策；單片機教材和C語言教材是理論學習資料，備忘備查。不要為了節約成本不用開發板而光用Protur軟體模擬調試，這和紙上談兵沒什麼區別。
3. 要注重理論和實踐相結合
單片機C語言編程理論知識並不深奧，光看書不動手也能明白。但在實際編程的時候就沒那麼簡單了。一個程序的形成不僅需要有C語言知識，更多需要融入你個人的編程思路和演算法。編程思路和演算法決定一個程序的優劣，是單片機編程的大問題，只有在實際動手編寫的時候才會有深切的感悟。一個程序能否按照你的意願正常運行就要看你的思路和演算法是否正確、合理。如果程序不正常則要反復調試(檢查、修改思路和演算法)，直到成功。這個過程耗時、費腦、疲精神，意志不堅強者往往被絆倒在這里半途而廢。
學習編寫程序應該按照以下過程學習，效果會更好。看到常式題目先試著構思自己的編程思路，然後再看教材或視頻教程里的代碼，研究人家的編程思路，注意與自己思路的差異；接下來就照搬人家的思路親自動手編寫這個程序，領會其中每一條語句的作用；對有疑問的地方試著按照自己的思路修改程序，比較程序運行效果，領會其中的奧妙。每一個常式都堅持按照這個過程學習，你很快會找到編程的感覺，取其精華去其糟粕，久而久之會形成你獨特的編程思想。當然，剛開始，看別人的程序源代碼就像看天書一樣，只要硬著頭皮看，看到不懂的關鍵字和語句就翻書查閱、對照。只要能堅持下來，學習收獲會事半功倍。在實踐過程中不僅要學會別人的常式，還要在別人的程序上改進和拓展，讓程序產生更強大的功能。同時，還要懂得通過查閱晶元數據手冊（DATASHEET）里有關晶元命令和數據的讀寫時序來核對別人常式的可靠性，如果你覺得常式不可靠就把它修改過來，成為是你自己的程序。不僅如此，自己應該經常找些項目來做，以鞏固所學的知識和積累更多的經驗。
硬體設計
當編寫自己的程序信手拈來、閱讀別人的程序能夠發現問題的時候，說明你的單片機編程水平相當不錯了。接下來就應該研究硬體了。硬體設計包括電路原理設計和PCB板設計。學習做硬體要比學習做軟體麻煩，成本更高，周期更長。但是，學習單片機的最終目的是做產品開發----軟體和硬體相結合形成完整的控制系統。所以，做硬體也是學習單片機技術的一個必學內容。
電路原理設計涉及到各種晶元的應用，而這些晶元外圍電路的設計、典型應用電路和與單片機的連接等在晶元數據手冊（DATASHEET）都能找到答案，前提是要看得懂全英文的數據手冊。否則，照搬別人的設計永遠落在別人的後面，你做的產品就沒有創意。電子技術領域的第一手資料（DATASHEET）都是英文，從第一手資料里你所獲得的知識可能是在教科書、網路文檔和課外讀物等所沒有的知識。雖然有些資料也都是在DATASHEET的基礎上撰寫的，但內容不全面，甚至存在翻譯上的遺漏和錯誤。當然，閱讀DATASHEET需要具備一定的英文閱讀能力，這也是阻礙單片機學習者晉級的絆腳石。良好的英文閱讀能力能讓你在單片機技術知識的海洋里自由遨遊。
做PCB板就比較簡單了。只要懂得使用Protel軟體或 AltiumDesigner軟體就沒問題了。但要想做的板子布局美觀、布線合理還得費一番功夫了。
J. 不用單片機，如何簡單的做一個12位的LED流水燈
工具：STC系列51單片機、串口轉換器（USB轉TTL 或232轉TTL）
材料：實驗板一塊（可以買現成的，也可以買麵包板自己搭建），電阻、LED燈 若干，5V電源等。
以下程序可以直接用Keil C 直接編譯執行。
//可以通過左移函數_crol_()和右移函數_cror_()來實現LED等的來迴流動。
//具體實現方法可以參考如下程序：
#include<reg51.h>
#include<intrins.h>
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
voiddelay(uinta);
voidmain()