单片机开发板_单片机原理图
在各式各样的家用电器和电子设备中，我们不难发现其中蕴藏着多种多样的集成电路板。这些电路板上的元件赋予了电子产品多样化的功能。而在这些电路板中，单片机无疑是最为核心的部分。
单片机，作为一种集成电路芯片，运用了超大规模集成电路技术，将具备数据处理能力的处理器CPU、存储器以及多种IO接口整合于一方芯片之上。这一神奇的技术创造，自1971年英特尔公司推出全球首个型号为4004的计算机微处理器后，便开始逐渐发展并广泛应用。单片机，全称单片微型计算机，也可称之为微型控制器，其本质可理解为简化版的计算机。
单片的构成主要分为三大部分：CPU、存储器和IO。那么，这三者的作用究竟是什么呢？
CPU的主要任务是进行各种数学计算以及根据程序代码控制输入输出的电平高低。而存储程序代码的重任则交由存储器承担。单片机中的存储器分为只读存储器（ROM）和随机存储器（RAM）。ROM主要用于存储用户已编译好的程序，CPU在运行时直接从中读取指令。而RAM则主要用于存放运算过程中产生的临时数据，如变量。
IO，即输入输出模块，是外部电路与CPU沟通的桥梁。那么，单片机内部的工作流程又是怎样的呢？
简单来说，就是将编写好的程序通过下载器烧录至单片机的ROM中，随后程序逐条进入CPU并在其中执行。例如，CPU可按照程序指示，通过IO模块输出高电平，从而点亮外部的发光二极管。若遇到需要运算的指令，CPU便开始执行运算过程，期间产生的变量则被存放在RAM中。
由于内部RC振荡器可能存在的误差，单片机通常会采用外部晶振配合晶振电路，通电后产生稳定频率的时钟信号。单片机的各个部件都需根据这一时钟信号协调工作。时钟信号的周期长度直接影响到单片机的运行速度，因此晶体振荡频率也被称作单片机的主频。主频越高，单片机的性能自然也就越强。一般而言，单片机的频率处于百兆赫兹级别，而电脑CPU则能达到千兆赫兹级别。
