1.1 单片机与嵌入式系统

与通常意义的计算机不同，以单片机为代表的嵌入式系统无论是在结构、外形特征、应用对象和设计理念都与计算机有着很大的差别。

1.1.1 什么是嵌入式系统

图1.1.1所示例举出常见的个人计算机以及生活当中的各种家用电器。如果稍加留意就会发现越来越多的家电产品在设计中都添加了微电脑控制技术，这里所说的微电脑实质就是一个计算机的小系统。

图1.1.1 生活中的计算机与嵌入式系统

在这种场合下，被镶嵌到被控制对象体内的计算机已经改变了它原有的外部特征与形态，将这种计算机系统称为嵌入式系统。

不只是在家用电器中，在工业仪表、医疗设备、汽车电子和武器装备等许多产品中也都大量使用了嵌入式系统作为控制器件，以构成性能优异并具有智能化的嵌入式产品。

1.1.2 什么是“单片机”

嵌入式系统的本质就是一个计算机系统。嵌入式系统的核心被称为嵌入式控制器，它就像计算机的主板一样重要，能够运行程序、实现对宿主设备的控制。而嵌入式控制器又是通过单片计算机实现的。

单片计算机（Single Chip Microcomputer）也称单片机，它实际上是指一个大规模（或超大规模）的集成电路芯片，将传统意义计算机主板上的各个功能模块尽可能集成在1个芯片之中，如图1.1.2所示。这种结构上的变化使嵌入式系统的应用成为可能，无论多小的设备都可以满足其嵌入式设计的要求。

图1.1.2 电路板级的计算机与芯片级的单片机

实际上仅靠1块单片机芯片是无法构成嵌入式系统的，它还要添加电源、键盘或显示器设备等必要的模块构成一个完整的硬件电路。但尽管如此，与通用计算机相比嵌入式系统在应用中带来了极大的灵活性，满足了许多产品和设备的设计要求。

作为嵌入式控制器，单片机主要用来实现输入/输出，以及一些简单的数据处理过程，所以单片机内部的各个功能模块与通用计算机相比都是经过简化设计的。同时为了满足应用的要求，在单片机内部还增添了ADC、EEPROM、看门狗电路以及CCP模块等较为特殊的功能模块，使单片机的应用更为方便，系统设计更为灵活。