知道了一般芯片的原理，同样可以更进一步想象单片机为什么会执行逻辑运算等功能，这就牵涉到数字电路和模拟电路的知识。其实不管一个单片机的功能是如何的强大，其只不过是把许多以微米，甚至是纳米为单位级的数字的和模拟电子器件组成。为了形象的来说明单片机内部的结构原理，这里不访举如图2所示的跑马灯电路来阐述。图中电路表明的最终目的是让LED依次轮流被点亮。首先是通过计数器对输入脉冲计数，从0到15共16个脉冲为一个轮回，也即计数器的输出依次为二进制的0000B到1111B，再由四-十六译码器把计数器的结果解码输出，即依次置Y0到Y15由高电平变为高电平。当某一输出为高电平时，经过反向器后，与此线路相连接的LED的阴极被拉为低电平从而点亮该发光二极管。这样一来，计数器和译码器就相当于单片机里的处理器与PC地址寄存器了，与译码器输出脚相连的线就相当于地址线，与LED负极相连的输出线就相当于数据线，每一条“地址线”都与8根“数据线”有一个交叉，每一个交叉就相当于存储单元的每一个位。在这些交叉处是否要连通就相当于把程式烧录到存储器（ROM）里。最后总体来看就相当于一个只有16个地址的8位单片机。如果把LED换成图中数码管，改变图中的二极管连接，在“单片机”通电和输入时钟脉冲后，就可以不停的来显示数字了。
另外，要做到对单片机内部结果真正的了解，还必须得先要有很扎实的电路基础、模拟电路、数字电路等方面的知识，否则可能就是空中楼阁。
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