單片機是電子專業(yè)的朋友都接觸過的設(shè)備，可以說單片機是新手、老手都會玩的利器。為增進大家對單片機的認(rèn)識，本文將對單片機和芯片的區(qū)別以及單片機的執(zhí)行速度予以介紹。如果你對單片機具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、單片機和芯片的區(qū)別

近年來，市場對單片機的需求較為旺盛，單片機已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，如消費、汽車、家電、工業(yè)等等，人們也經(jīng)常會聽到關(guān)于芯片、單片機的討論，那么單片機究竟是什么?芯片和單片機有區(qū)別嗎?為什么單片機要用C語言編程呢?

那么單片機和芯片又有什么區(qū)別呢?芯片是半導(dǎo)體元件產(chǎn)品的統(tǒng)稱，大多數(shù)芯片都不可以寫入程式，功能相對單一。而單片機可以寫入簡單的程序，用起來非常方便，芯片沒有單片機的功能完善，這就是二者的區(qū)別。

至于單片機為什么還要用C語言編程，這就要從單片機編程的特點說起。單片機的數(shù)據(jù)空間和程序空間都是有限的，因此在編程時最好保持程序的短小精悍。同時，因為乘法和除法會很占用時間，拖慢單片機的速度，因此在編程時應(yīng)該盡可能避免乘法和除法，使用加、減、移位運算，簡單來說，就是在進行單片機編程時，需要精打細(xì)算，而高級語言的代碼體積過于臃腫，不適用于單片機工作。

其實，開發(fā)單片機多使用C語言最重要的原因，還是因為目前最適合單片機開發(fā)的語言過于復(fù)雜晦澀，并且不同的單片機匯編指令也不同，不能直接把程序從單片機上直接移植到另一種單片機上，如果每次都使用最適合的那種語言來編程，那么工程量巨大，不如使用精簡且執(zhí)行效率高的C語言重寫程序。因此目前C語言才是單片機開發(fā)編程中最常使用的編程語言。

如今，單片機已經(jīng)應(yīng)用到了人們生活中的各個領(lǐng)域，只要用上了單片機，產(chǎn)品就獲得了“智能”的前綴，在各行各業(yè)都往智能化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型的當(dāng)下，單片機的發(fā)展?jié)摿O為巨大。

二、單片機執(zhí)行速度與什么有關(guān)

單片機的執(zhí)行速度與什么有關(guān)呢，當(dāng)然對于初學(xué)者來說，第一時間想到的是晶振，沒錯，晶振算一個，但準(zhǔn)確的來說應(yīng)該是單片機的時鐘源(再具體一點就是單片機的系統(tǒng)時鐘)。單片機的時鐘源來說有分為內(nèi)部時鐘和外部時鐘，外部時鐘源一般指的就是晶振了;內(nèi)部時鐘對于比較老的單片機是沒有的(比如51單片機)。還有一點需要注意的是現(xiàn)在許多高級一點的單片機都會涉及到倍頻和分頻，n倍頻即把單片機的時鐘源乘以n作為單片機的系統(tǒng)時鐘;分頻與倍頻恰好相反。

第二點，應(yīng)該是執(zhí)行一條指令需要多少個時鐘周期，對于老一點的51單片機執(zhí)行一條指令需要12個時鐘周期，但現(xiàn)在大多數(shù)單片機執(zhí)行一條指令僅需1個時鐘周期(STC的 1 T 單片機)，這樣速度一下子就提高12倍。

第三點，就是常說的幾位機，最初接觸的51大多為8位機，而后來隨著技術(shù)的發(fā)展有了16位機(飛思卡爾、AVR等)、32位機(stm32)。我們都知道所有的指令最后執(zhí)行的都是一連串的2進制數(shù)，對于8位機一次可以執(zhí)行8位，而16位機可以執(zhí)行16位，32位機可以執(zhí)行32位，這樣32位的明顯比8位的快。

最后一點也是比較難理解的一點，就是單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，正常情況下一條執(zhí)行完成需要經(jīng)過取指令、解密尋址、執(zhí)行指令三個步驟，比較老的單片機在執(zhí)行這三個步驟時需要按照執(zhí)行順序依次執(zhí)行，而高級的單片機(stm32)具有三級流水線，通俗的理解就是可以同時執(zhí)行三個步驟，這樣也大大的增加了單片機的執(zhí)行速度。

特別注意的是：所有的速度并不是成線性關(guān)系的，即在相同條件下，不是32位機的執(zhí)行速度就是8位機的4倍，更不是具有三級流水線的單片機的執(zhí)行速度是普通單片機的3倍。具體原因與其內(nèi)部設(shè)計的局限性有關(guān)系，這里我也不太清楚，不做太多介紹了。

以上便是此次小編帶來的單片機相關(guān)內(nèi)容，通過本文，希望大家對單片機具備一定的認(rèn)知。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，小編將于后期帶來更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!