通俗易懂的单片机工作原理

单片机工作原理：

1、主要器件cpu(负责运算与控制）、存储器（程序存储在ROM存储器中，临时变量存放在RAM存储器中）、IO（输入、输出），三者相互配合实现单片机的运行。

2、同步：多个独立的部分按照统一的节奏来动，实现一个配合

异步：各自干各自的

3、单片机中各个模块之间是按照同一个节拍同步工作的，cpu、存储器、IO和单片机中其他东西这些模块之间是通过一个统一的节拍来同步工作的，这个节拍是单片机的时钟。（时钟越小，单片机工作效率越高）

a、时钟节拍对单片机很重要，单片机内部在一个时钟节拍里只能做一件事，所以单片机要发生一个变化，最小时间单位是一个时钟节拍；单片机的时间单位都是时钟节拍的整数倍

b 单片机的cpu，存储器、IO等都是以时钟节拍为动作节拍的，所以单片机是一个同步系统。

c 时钟由内部电路与外部晶振结合产生的；时钟周期长短， 即时钟节拍快慢，影响单片机的速度，则该时针称为单片机的主频（主频越大，性能越高，一般pc主频是2G\3G多，一般手机主频是在1G-2G左右，51单片机主频是MHZ级别，高级单片机stm32主频在百MHZ级别）

外设与内部设备：1、外设（peripheral) 外部设备，属于单片机中的模块。 2单片机中除了三大部件还有别的如：串口控制器、IZC控制器等，就称为外设

3、早期单片机功能简单，用单片机做产品，只能外部扩展一些专用芯片（中断控制有中断控制芯片，串口通信有串口通信芯片）来和单片机结合，这样的产品的核心设计是单片机，外部专用芯片就是外部设备。

          1  内部外设：集成到单片机内部的外设；外部外设；未集成到单片机内部仍在外部的外设。

电路板：PCB （printed circuit board) 印刷电路板

1、PCB板 = 基板（绝缘）+电路  

2、作用就是骨架和连接，旨在把所有的原件按照电路图连接起来形成完整的可工作的电路。  

3、印刷电路其实就是在不导电的基板表面按照电路构成来印刷一层导电物质形成电路。最后形成的就是一个芯是不导电的FR4，外面有一层构成了电路的铜，为了避免铜氧化或者与外部导电，外部还有一层油墨，刷油墨时要露出来焊接点（焊接点一般有2种：一种是插针式、一种是贴片式），焊接点上本来就是铜，但是为了方便焊接一般会做镀锡。

4、PCB实际就是硬件电路（原件，电路设计）的载体。

PCB图：1、硬件工程师在设计产品硬件时的步骤是：先有原理图，然后用原理图画出PCB图

2、PCB图是原理图和实际器件结合起来后，生成的PCB板的结构图纸，PCB图的作用就是拿给做PCB板的厂商去印刷电路板。
     3、对与软件工程师来说，PCB图不用去关注，只关注原理图。

芯片：内部半导体技术形成的电路+外部塑料绝缘外壳（内部电路通过芯片的引脚连接外部电路）

   1芯片方式与PCB方式的关系：相同点：芯片其实就是一个微型的电路板

不同点：PCB只能做大功率；芯片可以做小功率，功率越小越好。

电子产品设计：芯片+电路板，在设计过程中能做到芯片中的就尽量做到芯片中。

单片机开发板/普遍的电子产品结构：PCB板主板+单片机芯片+其他芯片+其他外围电路原件。
编辑：hfy