單片機(jī)是眾多電子消費(fèi)類產(chǎn)品不可缺少的核心元器件之一，單片機(jī)有著集成度高、可靠性強(qiáng)、低能耗、低電壓等特點(diǎn)，是日常生活中產(chǎn)品開發(fā)的首要選擇，為生產(chǎn)與研發(fā)提供很大的便利。擁有這么多特點(diǎn)，那么單片機(jī)的結(jié)構(gòu)組成有哪些?

        單片機(jī)是一個(gè)配備CPU和程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口電路、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、中斷控制器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)/模轉(zhuǎn)換器、調(diào)制解調(diào)器等部件的系統(tǒng)，這些系統(tǒng)安裝在一塊集成電路上。根據(jù)不同單片機(jī)的型號(hào)，其組成部分不同，具體結(jié)構(gòu)以下幾種。

一、運(yùn)算器

        運(yùn)算器由運(yùn)算部件——算術(shù)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(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)或邏輯運(yùn)算，輸入來源為兩個(gè)8位數(shù)據(jù)，分別來自累加器和數(shù)據(jù)寄存器。ALU能完成對(duì)這兩個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行加、減、與、或、比較大小等操作，最后將結(jié)果存入累加器。

        運(yùn)算器有兩個(gè)功能：

        (1) 執(zhí)行各種算術(shù)運(yùn)算。

        (2) 執(zhí)行各種邏輯運(yùn)算，并進(jìn)行邏輯測試，如零值測試或兩個(gè)值的比較。

        運(yùn)算器所執(zhí)行全部操作都是由控制器發(fā)出的控制信號(hào)來指揮的，并且，一個(gè)算術(shù)操作產(chǎn)生一個(gè)運(yùn)算結(jié)果，一個(gè)邏輯操作產(chǎn)生一個(gè)判決。

二、控制器

        控制器由程序計(jì)數(shù)器、指令寄存器、指令譯碼器、時(shí)序發(fā)生器和操作控制器等組成，是發(fā)布命令的“決策機(jī)構(gòu)”，即協(xié)調(diào)和指揮整個(gè)微機(jī)系統(tǒng)的操作。其主要功能有：

        (1) 從內(nèi)存中取出一條指令，并指出下一條指令在內(nèi)存中的位置。

        (2) 對(duì)指令進(jìn)行譯碼和測試，并產(chǎn)生相應(yīng)的操作控制信號(hào)，以便于執(zhí)行規(guī)定的動(dòng)作。

        (3) 指揮并控制CPU、內(nèi)存和輸入輸出設(shè)備之間數(shù)據(jù)流動(dòng)的方向。

        微處理器內(nèi)通過內(nèi)部總線把ALU、計(jì)數(shù)器、寄存器和控制部分互聯(lián)，并通過外部總線與外部的存儲(chǔ)器、輸入輸出接口電路連接。外部總線又稱為系統(tǒng)總線，分為數(shù)據(jù)總線DB、地址總線AB和控制總線CB。通過輸入輸出接口電路，實(shí)現(xiàn)與各種外圍設(shè)備連接。

三、存儲(chǔ)單元

        任何計(jì)算系統(tǒng)都需要兩種類型的存儲(chǔ)器：程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。程序存儲(chǔ)器，顧名思義，包含程序，即要由CPU執(zhí)行的指令。另一方面，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器需要在執(zhí)行指令時(shí)存儲(chǔ)臨時(shí)數(shù)據(jù)。

        通常，程序存儲(chǔ)器是只讀存儲(chǔ)器或ROM，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是隨機(jī)存取存儲(chǔ)器或RAM。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器有時(shí)也稱為讀寫存儲(chǔ)器(R/WM)。

        輸入設(shè)備：用于將程序和數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)。

        輸出設(shè)備：輸出設(shè)備用于把計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)計(jì)算或加工的結(jié)果以用戶需要的形式顯示或保存。

拓展閱讀：單片機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀及前景

        隨著5g時(shí)代到來，以單片機(jī)為核心控制部件的產(chǎn)品越來越多，包括豐巢快遞柜、共享單車、共享充電寶以及充電樁等等都是以單片機(jī)作為核心控制部件的。隨著5G和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成熟，對(duì)各種低成本低功耗數(shù)據(jù)采集設(shè)備需求大幅提升，單片機(jī)+外圍電路來實(shí)現(xiàn)這些功能正好切合這些特點(diǎn)。在未來會(huì)出現(xiàn)更多新的需求和應(yīng)用，單片機(jī)前景還是十分廣闊的。

        根據(jù)調(diào)查了解，當(dāng)前在一線行業(yè)的單片機(jī)工程師，只要你擁有2-3年的產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，月薪達(dá)到15k以上還是十分普遍的，如果技術(shù)夠強(qiáng)，做過wifi、藍(lán)牙、Zigbee、Lora、NB工資就明顯會(huì)比普通的高。一般5年以上經(jīng)驗(yàn)就能夠勝任研發(fā)總監(jiān)，月薪普遍能再次上漲10k，也就是25k，這已經(jīng)大大超過了普通工薪階層的平均水準(zhǔn)。