单片机为什么一直用C语言，不用其他编程语言？只有学过的知道

单片机为什么还在用C语言编程？答案是：C语言是最适合单片机编程的高级语言。

这个问题的意思应该是：现在有很多很好用的高级语言，如java，python，VC等等，为什么这些语言不能用来编写单片机程序呢？那么这个问题的答案就是：不能不能，而是不合适。

一、单片机编程的特点

对单片机编程来说，首先要考虑的是单片机的程序空间和数据空间都是有限的，所以要让程序尽量短小精悍，以节省程序占用的存储空间。

第二、单片机编程的一个主要对象是对单片机的端口和内部寄存器的操作和配置，这个需要比较精确的时序控制。

第三、单片机算法运算中，尽量使用加法、减法、移位运算，因为乘法和除法运算会非常费时间，尤其是除法，会耗费很多时间，这对于速度本身就有限制的单片机来说，是一个很大的负担。

二、高级语言编写单片机程序的缺陷

高级语言可以实现更为优化的算法，更为方便的执行方案，但是，高级语言对程序存储空间的占用要比汇编和C语言多很多。这是最致命的一点，单片机有限的存储空间需要靠精打细算来设计程序，根本经不起高级语言臃肿的代码体积。

高级语言无法实现精确的时序控制。

三、C语言是一个折中选择

其实用C语言开发单片机也是一个折中方案，因为最适合单片机开发的编程语言实在太过晦涩难懂，并且每一种单片机的汇编指令有很大区别，所以想把一个程序从这种单片机移植到另一种单片机简直是痴心妄想，还不如重新写一遍程序。

而C语言代码执行效率高，也比较精简，更便于移植......所以在现今的单片机编程语言中，C语言才会占据绝对主导地位

作者丨悟空问答：老马识途单片机

想要在程序员生涯内有更高的成就的话，C/C++就是一个既可以强化思维能力，又可以打好编程基础的编程语言，你想要做软件开发，成为核心程序员的话，学习C/C++的话笔者有一个C/C++的编程俩千人羣（Q艘索：C/C++编程学习13群 ）你如果感觉自学C语言/C++语言有困难的话，有兴趣学习或者了解一下C/C++编程的小伙伴就可以进来交流。

为什么很多电器设备都要使用单片机？

今天，首先学习单片机的基本构成和工作原理，以及外围功能电路，然后，挑战一个实际单片机的运行。

单片机是控制电子产品的大脑

现如今，我们生活中的许多电器都使用了单片机。例如：手机、电视机、冰箱、洗衣机、以及按下开关，LED就闪烁的儿童玩具。那么，单片机在这些电器中究竟做了些什么呢？

单片机是这些电器动作的关键，是指挥硬件运行的。例如：接收按钮或按键的输入信号，按照事先编好的程序，指挥马达和LCD的外围功能电路动作。

那么，单片机是如何构成的呢？如图1所示。

单片机是由CPU、内存、外围功能等部分组成的。如果将单片机比作人，那么CPU是负责思考的，内存是负责记忆的，外围功能相当于视觉的感官系统及控制手脚动作的神经系统。

图1：单片机的构成要素

尽管我们说CPU相当于人的大脑，但是它却不能像人的大脑一样，能有意识的、自发的思考。CPU只能依次读取并执行事先存储在内存中的指令组合（程序）。当然CPU执行的指令并不是“走路”、“讲话”等高难度命令，而是一些非常简单的指令，象从内存的某个地方“读取数据”或把某个数据“写入”内存的某个地方，或做加法、乘法和逻辑运算等等。然而这些简单指令的组合，却能实现许多复杂的功能。

会思考的CPU

让我们从CPU的构成来了解它的作用吧，如图2所示。

图2：CPU的作用

◇程序计数器

CPU读取指令时需要知道要执行的指令保存在内存的什么位置，这个位置信息称为地址（相当于家庭住址）。程序计数器（PC）就是存储地址的寄存器。通常，PC是按1递增设计的，也就是说，当CPU执行了0000地址中的指令后，PC会自动加1，变成0001地址。每执行一条指令PC都会自动加1，指向下一条指令的地址。可以说，PC决定了程序执行的顺序。

◇指令解码电路

指令解码电路是解读从内存中读取的指令的含义。运算电路是根据解码结果操作的。确切地讲，指令解码电路就是我们在“数字电路入门（2）”中学过的解码电路，只不过电路结构稍微复杂些，所以，指令解码电路的工作原理就是从被符号化（被加密）的指令中，还原指令。

◇运算电路

运算电路也称为ALU（Arithmetic and Logic Unit），是完成运算的电路。能进行加法、乘法等算术运算、也能进行AND、OR 、BIT-SHIFT等逻辑运算。运算是在指令解码电路的控制下进行的。通常运算电路的构成都比较复杂。

◇CPU内部寄存器

CPU内部寄存器是存储临时信息的场所。有存储运算值和运算结果的通用寄存器，也有一些特殊寄存器，比如存储运算标志的标志寄存器等。也就是说，运算电路进行运算时，并不是在内存中直接运算的，而是将内存中的数据复制到通用寄存器，在通用寄存器中进行运算的。

CPU的工作原理

让我们通过一个具体运算3+4，来说明CPU的操作过程吧。

假设保存在内存中的程序和数据如下。

◇步骤1：当程序被执行时，CPU就读取当前PC指向的地址0000中的指令（该操作称为指令读取）。经过解码电路解读后，这条指令的意思是“读取0100地址中的内容，然后，保存到寄存器1”。于是CPU就执行指令，从0100地址中读取数据，存入寄存器1。

寄存器1： 0→3（由0变为3）

由于执行了1条指令，因此，PC的值变为0001

◇步骤2：由于PC的值为0001，因此CPU就读取0001地址中的指令，经解码电路解码后，CPU执行该指令。然后PC再加1。

寄存器2：0→4（由0变为4）

PC：0001→0000

◇步骤3：由于PC的值为0002，因此CPU从0002地址中读取指令，送给指令解码电路。解码结果是：将寄存器1和寄存器2相加，然后将结果存于寄存器1。

寄存器1：3→7

PC：2→3

于是3+4的结果7被存于寄存器1，加法运算结束。CPU就是这样，依次处理每一条简单的指令。

能记忆的内存

内存是单片机的记忆装置，主要记忆程序和数据，大体上分为ROM和RAM两大类。

◇ROM

ROM（Read Only Memory）是只读内存的简称。保存在ROM中的数据不能删除，也不会因断电而丢失。ROM主要用于保存用户程序和在程序执行中保持不变的常数。

大多数瑞萨（Renesas）的单片机都用闪存作为ROM。这是因为闪存不仅可以象ROM一样，即使关机也不会丢失数据，而且还允许修改数据。

◇RAM

RAM（Random Access Memory）是可随机读/写内存的简称。可以随时读写数据，但关机后，保存在RAM中的数据也随之消失。主要用于存储程序中的变量。

在单芯片单片机中（*1），常常用SRAM作为内部RAM。SRAM允许高速访问，但是，内部结构太复杂，很难实现高密度集成，不适合用作大容量内存。

除SRAM外，DRAM也是常见的RAM。DRAM的结构比较容易实现高密度集成，因此，比SRAM的容量大。但是，将高速逻辑电路和DRAM安装于同一个晶片上较为困难，因此，一般在单芯片单片机中很少使用，基本上都是用作外围电路。

（*1）单芯片单片机是指：将CPU，ROM，RAM，振荡电路，定时器和串行I/F等集成于一个LSI的微处理器。单芯片单片机的基础上再配置一些系统的主要外围电路，而形成的大规模集成电路称为系统LSI。

“为何要使用单片机……”

为什么很多电器设备都要使用单片机呢？

让我们用一个点亮LED的电路为例，来说明。如图3所示，不使用单片机的电路是一个由LED，开关和电阻构成的简单电路。

图3：不安装单片机的LED电路

使用单片机的电路如图4所示。

图4：安装单片机的LED电路图

很显然，使用单片机的电路要复杂得多，而且设计电路还要花费精力与财力。好象使用单片机并没有什么优点。但是，现在下结论还为时尚早。

如果我们让这个电路做一些比较复杂的操作，会怎么样呢。例如：如果希望LED在按下开关后，经过一段时间再点亮或熄灭，那么，对于安装有单片机的电路来说，只需更改单片机中的程序就可以了，并不需更改原电路。另一方面，对于没有单片机的电路来说，就必须在元电路中加入定时器IC，或者用标准逻辑IC和FPGA构成逻辑电路，才能实现这个功能。

也就是说，在更改和添加新功能时，带有单片机的电路显然更加容易实现。这正是电器设备使用单片机的原因。单片机可真是个方便的东西哦！

相关问答

因为大多数芯片都是5V的TTL电平,要做到电平兼容,电平匹配,避免要电平转换操作,所有很多单片机的工作电压都是5V。TTL指的是TTL电平,0~5V之间,小于0.2V输出...因...

单片机工控上用的比较多的PLC其实就是拿单片机开发的一个产品,学好单片机,有助于电气自动化对硬件底层的理解。至于为什么选择51单片机,主要是因为其资料多,...

还是有人捣鬼。有那些人有货源,花钱把货源全买断,然后市场上就会缺货,这时候他们可以再高价出售。因为芯片厂的产量是固定的,不可能一下子填补市场的空缺。这...

核心原因就是供不应求,全球缺芯。前段时间,上家公司老板找我问了下以前产品的问题,顺势就聊聊大家最近在做的事,做得如何之类的话。听老板语气都感觉有气无...

微机一般指微型计算机(电子计算机的一种)。微型计算机简称“微型机”、“微机”,由于其具备人脑的某些功能,所以也称其为“微电脑”。微型计算机是由大规模集...

单片机的时钟就是单片机工作所需要的节拍,实际上就是时钟源产生的方波信号,单片机的取指令,译指令等工作过程都要以时钟的一个周期为最小周期。如果单片机没...

学习单片机,则开始比较枯燥,因为基础知识毕竟要掌握的有一定基础知识后,编程就比较简单了,看着你的程序在实验板上达到预定的效果,很有趣的,并且学到一定程...

[回答]单片机说白了就是一个小的电脑的主机那么有了主机以后想让他正常动起来当然缺不了键盘这就像电脑问什么要有键盘一样,输入用的。

这种情况会有很多种可能性:1、单片机已经损坏,楼主换个单片机试试。2、单片机开发板损坏,这个情况基本上不可能发生,但楼主需做好准备。3、USBISP损坏,概...

如果是5V单片机系统,高输出2V的情况有:1、IO口外接了较大的负载,拉低了端口的电压(一般单片机的IO为弱上拉),如果你断开负载测量端口电压还是2V的话就有可能...