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單片姬

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基本資料
本名 單片機
別號 Microcontrollers
生日 1976年9月[1]
活動範圍 全世界可能的話全宇宙
英文名 Single-Chip Microcomputer
出生地區 美國Intel公司

單片姬是電路硬體單片機擬人化萌娘。

簡介

CPU娘剛誕生時身價十分高昂,一般人難以負擔。同時,在控制家電,汽車等任務上,使用性能強大的CPU娘實在是有些殺雞用牛刀,還抬高了成本。另外,那時的CPU娘帶些大小姐屬性,只專注於計算,要組成工作系統需要大量其他晶片娘做女僕輔助,進一步限制了她拓展業務的空間。
為了解決這些問題,從而讓更多物品工具變得「智能」,工程師們造出了能夠獨自完成包括計算、存儲等許多類型工作的多面手——單片姬。她如女僕長一般全能,又具有比CPU娘低得多的身價,因而備受人們青睞。現在,單片姬們勤奮地工作著,在人類社會的每一個環節發揮著至關重要的作用。
隨著科技的發展,如今,單片姬們價格已經相當便宜,從而允許搞姬人隨時使♀用她們。這也使一些單片姬擁有了眾多粉絲。

基本結構

硬核內容,請謹慎閱讀
單片姬head.jpeg

運算器

運算器由運算部件——算術邏輯單元(Arithmetic & Logical Unit,簡稱ALU)、累加器和寄存器等幾部分組成。ALU的作用是把傳來的數據進行算術或邏輯運算,輸入來源為兩個8位數據,分別來自累加器和數據寄存器。ALU能完成對這兩個數據進行加、減、與、或、比較大小等操作,最後將結果存入累加器。

運算器有兩個功能:

  1. 執行各種算術運算。
  2. 執行各種邏輯運算,並進行邏輯測試,如零值測試或兩個值的比較。

運算器所執行全部操作都是由控制器發出的控制信號來指揮的,並且,一個算術操作產生一個運算結果,一個邏輯操作產生一個判決。

控制器

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控制器由程序計數器、指令寄存器、指令解碼器、時序發生器和操作控制器等組成,是發布命令的「決策機構」,即協調和指揮整個微機系統的操作。其主要功能有:

  1. 從內存中取出一條指令,並指出下一條指令在內存中的位置。
  2. 對指令進行解碼和測試,並產生相應的操作控制信號,以便於執行規定的動作。
  3. 指揮並控制CPU、內存和輸入輸出設備之間數據流動的方向。

微處理器內通過內部總線把ALU、計數器、寄存器和控制部分互聯,並通過外部總線與外部的存儲器、輸入輸出接口電路聯接。外部總線又稱為系統總線,分為數據總線DB、地址總線AB和控制總線CB。通過輸入輸出接口電路,實現與各種外圍設備連接。

主要寄存器

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  • 累加器A
累加器A是微處理器中使用最頻繁的寄存器。在算術和邏輯運算時它有雙功能:運算前,用於保存一個操作數;運算後,用於保存所得的和、差或邏輯運算結果。
  • 數據寄存器DR
數據寄存器通過數據總線向存儲器和輸入/輸出設備送(寫)或取(讀)數據的暫存單元。它可以保存一條正在解碼的指令,也可以保存正在送往存儲器中存儲的一個數據字節等等。
  • 指令寄存器IR和指令解碼器ID
指令包括操作碼和操作數。
指令寄存器是用來保存當前正在執行的一條指令。當執行一條指令時,先把它從內存中取到數據寄存器中,然後再傳送到指令寄存器。當系統執行給定的指令時,必須對操作碼進行解碼,以確定所要求的操作,指令解碼器就是負責這項工作的。其中,指令寄存器中操作碼欄位的輸出就是指令解碼器的輸入。
  • 程序計數器PC
PC用於確定下一條指令的地址,以保證程序能夠連續地執行下去,因此通常又被稱為指令地址計數器。在程序開始執行前必須將程序的第一條指令的內存單元地址(即程序的首地址)送入PC,使它總是指向下一條要執行指令的地址。
  • 地址寄存器AR
地址寄存器用於保存當前CPU所要訪問的內存單元或I/O設備的地址。由於內存與CPU之間存在著速度上的差異,所以必須使用地址寄存器來保持地址信息,直到內存讀/寫操作完成為止。
顯然,當CPU向存儲器存數據、CPU從內存取數據和CPU從內存讀出指令時,都要用到地址寄存器和數據寄存器。同樣,如果把外圍設備的地址作為內存地址單元來看的話,那麼當CPU和外圍設備交換信息時,也需要用到地址寄存器和數據寄存器。

針腳

單片機娘的寶具之一,同主道板上內相應的插槽成對,如CPU有754針、775針、938針、1156等,主板上754針、775針、938針、1156等插孔。

一些單片姬型號與人設

8051娘:普通的雙馬尾御姐,在現在還活躍的單片機娘的已經屬於前輩了,但還是蘿莉的容貌。Intel的親女兒。有無數的乾妹妹。stc家的乾妹妹歐派似乎要比姐姐還要大。

pic娘:Microchip家的女兒,家裡管教很嚴格。短髮娘,有著知性的外表。會將各種東西分開擺放。有著強大的內心,無論什麼時候遇到壞事也不會崩潰。

stm32娘:STM家的長女,黑色長髮。被arm家寄養在STM家,是arm家長女的親妹妹,不過是個貧乳。和arm娘一樣能夠同人類使用精煉的語言交流。在gd家有一個乾妹妹,雖然是妹妹,卻比姐姐更擅長奔跑。

avr娘:幾位單片機娘里最年輕的。由兩位父親在一起想像出來,在Nordic VLSI家族誕生了。出生後不久就因為罪惡的交易被迫來到Atmel家。平時穿著女僕裝,默默無聞地服務著大家。洗腦和調教時經常會有一條龍在旁邊。可以使用6到100條觸手。

AT89C51娘:溫柔堅韌的人妻,什麼都不出眾,卻是居家必備,經濟適用。

ARM:踩高跟鞋的御姐,性能與價格同步上升。

DSP:智商超高的科學少女,腦子轉的很快但是總在日常中有許多不擅長的地方。

ESP32:在樂鑫家族誕生的自帶WiFi和藍牙功能的單片姬,在物聯網中經常出現。

ESP8266:在樂鑫家族誕生的自帶WiFi功能的單片姬,在物聯網中經常出現。

生活經歷

過於陰暗,請謹慎閱讀

在昏暗的工廠中出生,在還什麼都不知道的情況下被運到其他工廠或者怪蜀黍的家裡,插上電極,連到洗腦機。洗腦後或者會被送到其他人家裡做女僕,不好好做會被狗咬。或者被某個怪蜀黍寵幸,一直洗腦直到報廢。又或者成為某個怪蜀黍家熊孩子的玩物,丟來丟去。

無論如何,單片機娘最後總會被榨乾,丟棄在沒人知道的垃圾堆里。

應用

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這裡不再對其應用作具體介紹

  • 節能控制
  • 智能語音設備
  • 報警控制
  • 醫療設備


注釋與外部連結