CPU、单片机、PLC和个人电脑概念.docx

单片机和 CPU 、个人电脑的区别和联系这部分内容比较初级, 但很多朋友刚接触单片机时或许对下面的问题不是很清楚。 1 什么是 CPU ? CPU 中文名称为“中央处理器”, 典型代表为英特尔 8086 处理器,现在的奔腾 X 处理器都是 8086 的直系后代。处理器,顾名思义, 其功能是处理数据, 对于中央处理器, 就是在数据处理中处于核心地位的处理器,听起来似乎很复杂,但实际上核心就是一个 ALU “算术逻辑单元”。这个单元由一些数字门电路组成,仅能完成括加、减、乘、除四则运算,与、或、非、异或等逻辑操作, 以及移位、比较和传送等操作。 CPU 内部包含 ALU ,除此之外 CPU 还有时钟电路, CPU 运行的基本原理是:时钟电路产生计数脉冲,这个脉冲控制着一个累加器,即每产生一个时钟脉冲,累加器加 1 ,这个累加值以 16 进制数字的形式通过地址总线唯一选通程序储存器中一个储存单元(在 CPU 外部), 这个单元将内部储存的程序命令代码通过数据总线送到 ALU 中, AL U 根据代码不同执行不同操作,比如把某寄存器数值和某数值相加等,然后将计算结果输出到 IO 口或者各个总线上。总之, CPU 的工作就是把程序中的命令代码翻译成不同任务, 然后执行,输出执行结果。 CPU 在一切数字计算机中都发挥了核心作用,即计算机都有 CPU 。 2 什么是个人电脑? 由于 CPU 只有计算功能,其计算的结果需要通过显示器、音箱输出, 而其工作的依据, 即程序命令则依靠硬盘储存, 其执行任务时动态存取的数据要保存在内存中, 而人可以通过键盘控制程序命令的执行过程,把所有这些 CPU 的外设组合在一起就叫做“个人电脑”。 3 什么是单片机? 个人电脑功能强大, 计算速度快, 是较为理想的计算机。但当我们需要用一个小装置控制微波炉定时开关时, 个人电脑就显得笨重和昂贵。因此人们设计出一种浓缩型电脑, 大的有几平方厘米, 小的比米粒还小,它们叫做“单片机”——单片微型计算机。 CPU 是一个芯片,单片机也是一个芯片,看起来外观差不多,它们有什么不同呢?答案是: 单片机内除了集成有 CPU 外, 还集成了程序储存器 ROM ( 可理解为硬盘)、数据储存器 RAM (可理解为内存),输入输出接口(可理解为显示器、键盘插座), 有的单片机内还集成了电机驱动电路、视频解码电路、 AD 转换器、无线传输电路等,使得单片机功能变得非常强大。单片机的特长在于可以用单个芯片和简单外部电路去实现复杂的控制操作, 因此非常适合机器人控制。其实在绝大多数机器人中都有单片机的影子。简单的和中等复杂的机器人可以用单片机直接控制, 高度复杂的机器人用“个人电脑”或者“超级计算机”指挥许多单片机来完成机器人控制。要搞清楚单片机与 PLC 的异同,首先得明确什幺是单片机,什幺是 PLC 。对此,我们简要回顾一下计算机的发展历程也许有帮助,按计算机专家的原始定义, 计算机系统由五大部分-- 即控制单元( CU ) 、算术运算单元( ALU ) 、存储器( Memory ) 、输入设备( Input ) 、输出设备( Output )组成。早期计算机(晶体管的或集成电路的,不包括电子管的)的 CU 或 ALU 由一块甚至多块电路板组成, CU 和 ALU 是分离的, 随着集成度的提高, CU 和