1、單片機小論文(lnwn)單片機的發展史 單片微型計算機簡稱單片機，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用(chn yn)英文字母的縮寫MCU表示單片機，它最早是被用在工業控制領域。由于單片機在工業控制領域的廣泛應用，為使更多的業內人士、學生、愛好者，產品開發人員掌握單片機這門技術，于是產生單片機開發板，比較有名的例如電子人DZR-01A單片機開發板。單片機由芯片內僅有CPU的專用處理器發展而來。最早的設計理念是通過將大量外圍設備和CPU集成在一個芯片中，使計算機系統更小，更容易集成進復雜的而對體積要求嚴格的控制設備當中。INTEL的Z80是最早按照這種思想(s

2、xing)設計出的處理器，從此以后，單片機和專用處理器的發展便分道揚鑣。 早期的單片機都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因為簡單可靠而性能不錯獲得了很大的好評。此后在8031上發展出了MCS51系列單片機系統。基于這一系統的單片機系統直到現在還在廣泛使用。隨著工業控制領域要求的提高，開始出現了16位單片機，但因為性價比不理想并未得到很廣泛的應用。90年代后隨著消費電子產品大發展，單片機技術得到了巨大提高。隨著INTEL i960系列特別是后來的ARM系列的廣泛應用，32位單片機迅速取代16位單片機的高端地位，并且進入主流市場。而傳統的8位單片機的性能也得到了飛速提高，處理能

3、力比起80年代提高了數百倍。目前，高端的32位單片機主頻已經超過300MHz，性能直追90年代中期的專用處理器，而普通的型號出廠價格跌落至1美元，最高端的型號也只有10美元。當代單片機系統已經不再只在裸機環境下開發和使用，大量專用的嵌入式操作系統被廣泛應用在全系列的單片機上。而在作為掌上電腦和手機核心處理的高端單片機甚至可以直接使用專用的Windows和Linux操作系統。是的 單片機比專用處理器更適合應用于嵌入式系統，因此它得到了最多的應用。事實上單片機是世界上數量最多的計算機。現代人類生活中所用的幾乎每件電子和機械產品中都會集成有單片機。手機、電話、計算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及

4、鼠標等電腦配件中都配有1-2部單片機。而個人電腦中也會有為數不少的單片機在工作。汽車上一般配備40多部單片機，復雜的工業控制系統上甚至可能有數百臺單片機在同時工作！單片機的數量不僅遠超過PC機和其他計算的總和，甚至比人類的數量還要多。 單片機又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的芯片,而是把一個計算機系統集成到一個芯片上。相當于一個微型的計算機，和計算機相比，單片機只缺少了I/O設備。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發提供了便利條件。同時，學習使用單片機是了解計算機原理與結構的最佳選擇。 單片機誕生于20世紀70年代末，經歷了SCM、MC

5、U、SoC三大(sn d)階段。單片機作為微型計算機的一個重要分支，應用面很廣，發展很快。自單片機誕生至今，已發展為上百種系列的近千個機種。目前，單片機正朝著高性能和多品種方向發展趨勢將是進一步向著CMOS化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價格和外圍電路內裝化等幾個方面發展。關鍵詞 微型計算機 8位單片機 發展趨勢（1）SCM即單片微型計算機（Single Chip Microcomputer）階段，主要是尋求(xnqi)最佳的單片形態嵌入式系統的最佳體系結構。“創新(chungxn)模式”獲得成功，奠定了SCM與通用計算機完全不同的發展道路。在開創嵌入式系統獨立發展道路上，Intel公司

6、功不可沒。（2）MCU即微控制器（Micro Controller Unit）階段，主要的技術發展方向是：不斷擴展滿足嵌入式應用時，對象系統要求的各種外圍電路與接口電路，突顯其對象的智能化控制能力。它所涉及的領域都與對象系統相關，因此，發展MCU的重任不可避免地落在電氣、電子技術廠家。從這一角度來看，Intel逐漸淡出MCU的發展也有其客觀因素。在發展MCU方面，最著名的廠家當數Philips公司。Philips公司以其在嵌入式應用方面的巨大優勢，將MCS-51從單片微型計算機迅速發展到微控制器。因此，當我們回顧嵌入式系統發展道路時，不要忘記Intel和Philips的歷史功績。（3）單片機是

7、嵌入式系統的獨立發展之路，向MCU階段發展的重要因素，就是尋求應用系統在芯片上的最大化解決；因此，專用單片機的發展自然形成了SoC化趨勢。隨著微電子技術、IC設計、EDA工具的發展，基于SoC的單片機應用系統設計會有較大的發展。因此，對單片機的理解可以從單片微型計算機、單片微控制器延伸到單片應用系統。二、以8位單片機為起點 （1）第一階段（1976-1978）：單片機的控索階段。以Intel公司的MCS 48為代表。MCS 48的推出是在工控領域的控索，參與這一控索的公司還有Motorola 、Zilog等，都取得了滿意的效果。這就是SCM的誕生年代，“單機片”一詞即由此而來。 （2）第二階段

8、（1978-1982）單片機的完善階段。Intel公司在MCS 48 基礎上推出了完善的、典型的單片機系列MCS 51。它在以下幾個方面奠定了典型的通用總線型單片機體系結構。 完善的外部總線。MCS-51設置了經典的8位單片機的總線結構，包括8位數據總線、16位地址總線、控制總線及具有很多機通信功能的串行通信接口。 CPU外圍功能單元的集中管理模式。 體現工控特性的位地址空間及位操作方式。 指令系統趨于豐富和完善，并且增加了許多突出控制功能的指令。 （3）第三階段（1982-1990）：8位單片機的鞏固發展及16位單片機的推出階段，也是單片機向微控制器發展的階段。Intel公司推出的MCS 9

9、6系列單片機，將一些用于測控系統的模數轉換器、程序運行監視器、脈寬調制器等納入片中，體現了單片機的微控制器特征。隨著MCS 51系列的廣應用，許多電氣廠商競相使用80C51為內核，將許多測控系統中使用的電路技術、接口技術、多通道A/D轉換部件、可靠性技術等應用到單片機中，增強了外圍電路路功能，強化了智能控制的特征。 （4）第四階段（1990）：微控制器的全面發展階段。隨著單片機在各個領域全面深入地發展和應用，出現了高速、大尋址范圍、強運算能力的8位/16位/32位通用型單片機，以及小型(xioxng)廉價的專用型單片機。單片機的分類(fn li)1.1 單片機作為計算機發展的一個重要領域，應用

10、一個較科學的分類方法。根據目前(mqin)發展情況，從不同角度單片機大致可以分為通用型/專用型、總線型/非總線型及工控型/家電型。 1.1.1 通用型/專用型 這是按單片機適用范圍來區分的。例如，80C51是通用型單片機，它不是為某種專用途設計的；專用型單片機是針對一類產品甚至某一個產品設計生產的，例如為了滿足電子體溫計的要求，在片內集成ADC接口等功能的溫度測量控制電路。 1.1.2. 總線型/非總線型 這是按單片機是否提供并行總線來區分的。總線型單片機普遍設置有并行地址總線、 數據總線、控制總線，這些引腳用以擴展并行外圍器件都可通過串行口與單片機連接，另外，許多單片機已把所需要的外圍器件及

11、外設接口集成一片內，因此在許多情況下可以不要并行擴展總線，大大減省封裝成本和芯片體積，這類單片機稱為非總線型單片機。 1.1.3. 控制型/家電型 這是按照單片機大致應用的領域進行區分的。一般而言，工控型尋址范圍大，運算 能力強；用于家電的單片機多為專用型，通常是小封裝、低價格，外圍器件和外設接口集成度高。 顯然，上述分類并不是惟一的和嚴格的。例如，80C51類單片機既是通用型又是總線型，還可以作工控用。1.2 單片機的種類(zhngli)繁多，一般按單片機數據總線的位數進行分類，主要分為4位、8位、16位和32位單片機。1.2.1 4位單片機4位單片機結構簡單，價格便宜，非常適合用于控制單一

12、的小型(xioxng)電子類產品，如PC機用的輸入(shr)裝置(鼠標、游戲桿)、電池充電器、遙控器、電子玩具、小家電等。1.2.2 8位單片機8位單片機是目前品種最為豐富、應用最為廣泛的單片機，目前，8位單片機主要分為51系列及和非51系列單片機。51系列單片機以其典型的結構，眾多的邏輯位操作功能，以及豐富的指令系統，堪稱一代“名機”，目前，主要生產廠商有Atmel（愛特梅爾）、Philips（飛利浦）、Winbond（華邦）等。非51系列單片機在中國應用較廣的有Microchip（微芯）的PIC單片機、Atmel的AVR單片機、義隆EM78系列，以及Motorola（摩托羅拉）的68HC0

13、5/11/12系列單片機等。1.2.3 16位單片機16位單片機操作速度及數據吞吐能力在性能上比8位機有較大提高。目前，應用較多的有TI的MSP430系列、凌陽SPCE061A系列、Motorola的68HC16系列、Intel的MCS-96/196系列等。1.2.4 32位單片機 與51單片機相比，32位單片機運行速度和功能大幅提高，隨著技術的發展以及價格的下降，將會與8位單片機并駕齊驅。32位單片機主要(zhyo)由ARM公司研制，因此(ync)，提及32位單片機，一般(ybn)均指ARM單片機。嚴格來說，ARM不是單片機，而是一種32位處理器內核（主要有ARM7、ARM9、ARM9E、A

14、RM10等），它由英國ARM公司開發，但ARM公司自己并不生產芯片，而是由授權的芯片廠商如Samsung（三星）、Philips（飛利浦）、Atmel（愛特梅爾）、Intel（英特爾）等制造，芯片廠商可以根據自己的需要進行結構與功能的調整，因此，實際中使用的ARM芯片有很多型號，常見的ARM芯片主要有飛利浦的LPC2000系列、三星的S3C/S3F/S3P系列等。單片機的應用 HYPERLINK / o 東哥電子商城,提供單片機學習開發板，實驗板， 編程器，仿真器，無線發射接收模塊，各種電子元器件. 單片機技術使用范圍廣，在各種儀器儀表生產單位、石油、化工，紡織、機械的加工等各個行業中都有廣泛

15、的應用.目前 HYPERLINK /z/Search.e?sp=S%E5%8D%95%E7%89%87%E6%9C%BA&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink t _blank 單片機滲透到我們生活的各個領域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。導彈的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的 HYPERLINK /z/Search.e?sp=S%E7%BD%91%E7%BB%9C%E9%80%9A%E8%AE%AF&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink t _blank 網絡通訊與 HYPERLINK /

16、z/Search.e?sp=S%E6%95%B0%E6%8D%AE%E4%BC%A0%E8%BE%93&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink t _blank 數據傳輸， HYPERLINK /z/Search.e?sp=S%E5%B7%A5%E4%B8%9A%E8%87%AA%E5%8A%A8%E5%8C%96&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink t _blank 工業自動化過程的實時控制和 HYPERLINK /z/Search.e?sp=S%E6%95%B0%E6%8D%AE%E5%A4%84%E7

17、%90%86&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink t _blank 數據處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用 HYPERLINK /z/Search.e?sp=S%E8%B1%AA%E5%8D%8E%E8%BD%BF%E8%BD%A6&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink t _blank 豪華轎車的安全保障系統，錄象機、 HYPERLINK /z/Search.e?sp=S%E6%91%84%E8%B1%A1%E6%9C%BA&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjli

18、nk t _blank 攝象機、 HYPERLINK /z/Search.e?sp=S%E5%85%A8%E8%87%AA%E5%8A%A8%E6%B4%97%E8%A1%A3%E6%9C%BA&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink t _blank 全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、 HYPERLINK /z/Search.e?sp=S%E7%94%B5%E5%AD%90%E5%AE%A0%E7%89%A9&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink t _blank 電子寵物等等，這些都離不開單片機。更不用說

19、自動控制領域的機器人、 HYPERLINK /z/Search.e?sp=S%E6%99%BA%E8%83%BD%E4%BB%AA%E8%A1%A8&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink t _blank 智能儀表、 HYPERLINK /z/Search.e?sp=S%E5%8C%BB%E7%96%97%E5%99%A8%E6%A2%B0&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink t _blank 醫療器械了。因此，單片機的學習、開發與應用將造就一批 HYPERLINK /z/Search.e?sp=S%E8

20、%AE%A1%E7%AE%97%E6%9C%BA%E5%BA%94%E7%94%A8&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink t _blank 計算機應用與智能化控制的科學家、工程師。 單片機廣泛應用于 HYPERLINK /z/Search.e?sp=S%E4%BB%AA%E5%99%A8%E4%BB%AA%E8%A1%A8&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink t _blank 儀器儀表、 HYPERLINK /z/Search.e?sp=S%E5%AE%B6%E7%94%A8%E7%94%B5%E5%9

21、9%A8&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink t _blank 家用電器、醫用設備、 HYPERLINK /z/Search.e?sp=S%E8%88%AA%E7%A9%BA%E8%88%AA%E5%A4%A9&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink t _blank 航空航天、專用設備的智能化管理及 HYPERLINK /z/Search.e?sp=S%E8%BF%87%E7%A8%8B%E6%8E%A7%E5%88%B6&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink

22、t _blank 過程控制等領域，大致可分如下幾個范疇：1.在工業控制中的應用工業自動化控制是最早采用單片機控制的領域之一，在測控系統、過程控制、機電一體化設備中主要利用單片機實現邏輯控制、數據采集、運算處理、數據通信等用途。單獨使用單片機可以實現一些小規模的控制功能，作為底層檢測、控制單元與上位計算機結合可以組成大規模工業自動化控制系統。特別在機電一體化技術中，單排年級的結構特點使其更容易發揮其集機械、微電子和計算機技術于一體的優勢。例如工廠 HYPERLINK /z/Search.e?sp=S%E6%B5%81%E6%B0%B4%E7%BA%BF&ch=w.search.yjjlink&c

23、id=w.search.yjjlink t _blank 流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種 HYPERLINK /z/Search.e?sp=S%E6%8A%A5%E8%AD%A6%E7%B3%BB%E7%BB%9F&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink t _blank 報警系統，與計算機聯網構成二級控制系統等。2.在智能儀器中的應用單片機具有體積小、功耗低、控制功能強、擴展靈活、微型化和使用方便等優點(yudin)，廣泛應用于儀器儀表中，結合不同類型的 HYPERLINK /z/Search.e?sp=S%E4%BC%A0%E6%84%9

24、F%E5%99%A8&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink t _blank 傳感器，可實現諸如電壓、功率、頻率(pnl)、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。采用單片機控制使得儀器儀表數字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或 HYPERLINK /z/Search.e?sp=S%E6%95%B0%E5%AD%97%E7%94%B5%E8%B7%AF&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink t _blank 數字電路更加強大(qingd)。例如精密的測量設備（ HYP

25、ERLINK /z/Search.e?sp=S%E5%8A%9F%E7%8E%87%E8%AE%A1&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink t _blank 功率計， HYPERLINK /z/Search.e?sp=S%E7%A4%BA%E6%B3%A2%E5%99%A8&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink t _blank 示波器，各種分析儀）。3.在家用電器中的應用單片機功能完善、體積小、價格廉、易于嵌入，非常適合于對家用電器的控制。嵌入單片機的家用電器實現了智能化，是傳統型家用電器的更新換代，現已

26、廣泛應用于洗衣機、空調、電視機、視盤機、微波爐、電冰箱、電飯煲以及各種試聽設備等。4.在 HYPERLINK /z/Search.e?sp=S%E8%AE%A1%E7%AE%97%E6%9C%BA%E7%BD%91%E7%BB%9C&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink t _blank 計算機網絡和通信領域中的應用現代的單片機普遍具備通信接口，可以很方便地與計算機進行 HYPERLINK /z/Search.e?sp=S%E6%95%B0%E6%8D%AE%E9%80%9A%E4%BF%A1&ch=w.search.yjjlink&cid=w.se

27、arch.yjjlink t _blank 數據通信，為在計算機網絡和 HYPERLINK /z/Search.e?sp=S%E9%80%9A%E4%BF%A1%E8%AE%BE%E5%A4%87&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink t _blank 通信設備間的應用提供了極好的物質條件，現在的通信設備基本上都實現了單片機 HYPERLINK /z/Search.e?sp=S%E6%99%BA%E8%83%BD%E6%8E%A7%E5%88%B6&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink t _blank 智

28、能控制，從手機，電話機、小型 HYPERLINK /z/Search.e?sp=S%E7%A8%8B%E6%8E%A7%E4%BA%A4%E6%8D%A2%E6%9C%BA&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink t _blank 程控交換機、樓宇自動通信呼叫系統、列車 HYPERLINK /z/Search.e?sp=S%E6%97%A0%E7%BA%BF%E9%80%9A%E4%BF%A1&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink t _blank 無線通信、再到日常工作中隨處可見的 HYPERLINK /z/Search.e?sp=S%E7%A7%BB%E5%8A%A8%E7%94%B5%E8%AF%9D&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink t _blank 移動電話，集群 HYPERLINK /z/Search.e?sp=S%E7%A7%BB%E5%8A%A8%E9%80%9A%E4%BF%A1&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink t _blank 移動通信， HYPERLINK /z/Search.e?sp=S%E6%97%A0%E7%BA%BF%E7%94%B5%E5%AF%B9%E8