开发者学习笔记【阿里云物联网助理工程师认证（ACA）：单片机特性】
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单片机特性
课程目标
学完本节课程之后，你将能够了解单片机的相关特性
如价格特性功能特性，技术特性等。
接下来我们从单片机的各方面来讲解单片机的特性。
一、单片机特性
单片机的集成度非常高，功能非常强大
现在有很多单片机，不仅集成了CPU，存储器，i/o接口，定时/计数器等传统功能单元，它还集成了额外的一些功能模块，比如A/D转换模块，D/A转换模块，脉冲调制器，看门狗定时器和多种通信接口uartic等通信接口。这些组件它都集成在一个单片机芯片上面，这个芯片基本包含了计算机系统运行的一些基本硬件单元，所以一个单片机就相当于一个片上系统，简称soc。
控制功能非常强大
因为在单片机指令系统中它有丰富的转移指令，这个转移指令我们一般特指条件转移指令。它可以满足多种条件下运行环境复杂的控制操作，另外它还具备有i/o口的逻辑操作和未处理能力，非常适用于专门的控制功能。
单片机可靠性非常高
因为单片机它把多种功能集成在一个芯片上，并且内部采用总线结构，减少了各个芯片间的连接。
这个就好比大家在看到僵尸电影的时候，大家都躲在房间里面，不要出去，躲在房间里面就很安全，你跑到外面去了，就有可能被僵尸抓到吃掉了，或者被感染了。
他们内部采用总线结构来进行通信，比如我们这里有一条大马路，在睡觉大马路然后左边是王家庄，右边就是李家庄，下面这个是刘家庄，这三个庄的人他们要进行交流，那么我们都是大马路来进行串门。
同理，我们在单片机芯片内部也是一样的，当面积芯片内部它有各个功能单元，比如CPU，存储器，计数器等等其他的一些功能单元。那么这些功能单元进行数据交互的时候，他们都是通过一条数据线来进行通讯。这些功能单元要进行通讯的时候，他们就把这个数据往这个数据总线上一扔，再由数据总线传送给其他功能单元。
这个就是总线结构的一种设计，另外我们还有一种其他的设计，比如我们在每个功能单元之间设计它的通信通道，那这样的一个设计方法，会增加一层电路的设计难度，单片机的体积变得更大。
这个就是我们当面积将多种功能集成在一个芯片，并且在芯片内部采用总线通信，提高单片机的可靠性的一种方式。
另外为了提高我们单片机系统的抗电磁干扰能力，使产品能够适应恶劣的工作环境，满足电池兼容性方面更高标准的要求，很多厂家都在单片机内部采取了一系列的技术措施。
比如STC15F2K60S2单片机，它就在内部集成了高可靠上电复位电路和硬件看门狗电路。这两种电路技术，让单片机具有超强的抗静电和抗干扰能力。
单片机运行功耗特别低
能够在低电压下面稳定正常的工作，单片机的低功耗通常是使用等待运行等省电运行方式来运行，也就是说没有数据处理或者给他运行任务的时候，单片机就切换到等待停止的运行状态。
另外单片机的工作电压一般是在3~6V的范围内，3~6V的话也就是两个电池，3V的话就是两个1.5V的电池，6V的话就是4个电池就可以了。
那么这种使用电池供电的单片机就不需要对电源采取额外的稳压措施，这也是单片机的设计变得简单，另外部分低电压供电的单片机电源下线已由2.7V降至2.2V甚至1.8V，工作电流仅为数百微安。
也就是说这个单片机你可以用几个电池就可以把它带动起来，而且不需要经常的去更换电池。
为单片机没有在运行任务的时候，它是以一种低功耗的运行方式在运行，因为在单片机没有运行任务的时候，他都是以省电运行方式运行，保证它的低功耗，所以我们低电压，低功耗的单片机可以满足便携式或者电池供电等仪器仪表应用的需求。
第单片机总线非常丰富
它增加了SPI，I2C等方式缩小了它内部的体积，简化的结构。这些SPI，I2C总线的是它外部的总线，没有放在我们单片机芯片的内部，所以说它缩小了它这个体积，简化了芯片的内部设计结构。
单片机功能扩展性非常强
我们单片机内部它具有计算机正常运行所需要的硬件，然后它外面还提供了许多扩展的三总线及并行，串出输入/输出管脚，很容易构成各种规模的计算机应用系统。
它的这种外围扩展并不是随便扩展，它都有一个扩展的标准和规范，我们只需要按照他这个扩展的标准和规范进行扩展，我们就可以非常容易的构成各种规模的应用系统。
寿命长
单片机它的寿命一般是较长的，使用我们单片机开发的产品可以稳定可靠地工作，10年，20年。10年，20年的话，那时间是比较长的，我们普通的个人电脑，笔记本能够稳定可靠的运行10年，20年是很不容易的.
另外一个方面，与通用微处理器相比的话，我们这个单片机具有相当长的生存周期。
不同档次的单片机共同发展：像8位，16位，32位单面积
他们都是共同发展的，他不像我们个人电脑，新的电脑出来之后，旧的电脑一般就淘汰掉了。但是这个不同档次的单片机它不会说随着新的单面积出来了，旧的单面积就不能用了。
因为不同档次的单片机它可应用于我们日常生产生活的不同的方面，比如我们4位单片机，一般用于简单的家电控制，玩具。
8位单片机，它的功能更强大一点啊，应用于自动化控制，仪器仪表等等。
32位大面积可以用于人工智能，图形图像处理，工业的自动化控制等。也就是说这些不同档次的单片机，它应用到我们生活生产的不同层面去，不会因为更高档次的单片机出来了，低档次的单面积就淘汰掉了，这是不会的。
当然我们在技术的发展过程中，我们低档次的单片机它也是不断的在采取新的技术来提高它的性价比，在目前的实际应用中还是我们8位单片机使用的较多。
速度是越来越快
我们单片机它的速度是越来越快，一些厂商它改善了单片机的内部时序，在不断提高使用频率的条件下让他的速度提高了很多。比如我们 STC15F2K60S2 单片机，它就采用了增强型的8051内核，当时中期周期它的速度比传统的8051内核单片机还8~12倍.
另外它的使用也更加方便很多单片机内部集成的程序存储器和数据存储，在实际的应用中不需要外部扩展的程序存储器和数据存储器。也就不需要外部扩展总线。
这样构成系统的电路，它的结构就变得简单，体积就减小了，稳定性也就提高了。像STC15F2K60S2 单片机上它内部就集成了Flash程序存储器，这种存储器它可以擦写10万次，并且可以利用系统可编程技术进行编程，也不需要专门的编程器，
优异的性价比
最后一点是性能价格比非常高。很多单片机厂商为了提高单片机的运行速度和运行效率，开始使用RISC流水线和DSP等技术。
在我们前面单片机架构中，我们讲解到RISC这种精简指令集计算机架构，它的指令可以并发的执行，责令并发执行的话，就提高了它的运行速度和效率。
另外单片机的寻址能力也已经突破了64 kb的限制，有的已经达到了1M和16M，片内ROM的容量可达62M，ROM容量的可达2M。
以上的这种技术的改革和硬件的提升，让单片机它的功能更加强大，并且单片机在我们日常生活中方方面面都涉及到，它的使用非常广泛。所以单片机的销量非常大，这就导致各大公司的商业竞争非常激烈，单片机的价格变得非常的低廉，也就是说他技术提升上来了硬件也提升上来了，但是价格又低，那这样的话，单片机的性价比是不是非常高。
所以我们在以单片机为核心的嵌入式产品中，单片机的硬件成本它占的比例是很小的，更大的成本是系统设计，软件开发和维护成本。
