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单片机概述及发展趋势 电气工程学院 2009级 3班 张昆 2009302540084 从机器进入人们的生活和生产开始，对于机器的控制便成了人类机械发展史上不可或缺的重要内容，没有控制，机器不过是一堆零件的组合而已，只有正确的控制才有了机械的价值和作用。从最初的人类手工控制机械，到简单的半自动控制机械，到随处可见的自动化智能化的控制机械，这每一步的变化，每一点的发展，都推动了社会的不断进步。在现今的自动化智能化控制领域，微机发挥了最为巨大的作用，真正实现了控制的最大变革。从小小的玩具，到家用的洗衣机，再到拦河大坝里巨型的河道闸门，没有一处不用到微机的控制。现在，人们的生产生活都离不开它，它已经完全成为整个社会运转的重要部分。作为控制领域极具代表的微机——单片机，更是在不断的完善和发展中，展示着自身的魅力和价值。 那么什么是单片机呢？ 单片机是单片微型计算机的简称，是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。它与普通微型计算机系统的区别就是它是一种嵌入式计算机，而且是一种低端的嵌入式计算机。 虽然它是一种低端的嵌入式计算机，但是它的特点和优势是极为明显：首先，它小巧灵活、成本低、易于产品化；其次，它能方便地组装成各种智能式控制设备以及各种智能仪表；面向控制，能针对性地解决从简单到复杂的各类控制任务，从而获得最佳性价比；再次，抗干扰能力强，适应温度范围宽，在各种恶劣条件下都能可靠地工作，这是其它机型所无法比拟的；并且它可以很方便地实现多机和分布式控制，使整个系统的效率和可靠性大为提高。 因为单片机特点突出，加上人们对它的不断改进，它的发展速度也是超乎寻常的。 以8位单片机的推出作为起点的话，单片机的发展历史大致可分为四个阶段： 第一阶段（1976-1978）也可以说是单片机的控索阶段。这一阶段以Intel公司的MCS-48为代表。MCS-48的推出是在工控领域的控索，参与这一控索的公司还有Motorola 、Zilog等，都取得了满意的效果。这就是SCM的诞生年代，“单机片”一词也由此而来。 第二阶段（1978-1982）是单片机的完善阶段。Intel公司在MCS-48 基础上推出了完善的、典型的单片机系列MCS-51，它在以下四个方面奠定了典型的通用总线型单片机体系结构：首先，是完善的外部总线，MCS-51设置了经典的8位单片机的总线结构，包括8位数据总线、16位地址总线、控制总线及具有很多机通信功能的串行通信接口；其次，是CPU外围功能单元的集中管理模式。再次，是能够体现工控特性的位地址空间及位操作方式；最后，是指令系统趋于丰富和完善，并且增加了许多突出控制功能的指令。 第三阶段（1982-1990）是8位单片机的巩固发展及16位单片机的推出阶段，也是单片机向微控制器发展的阶段。Intel公司推出的MCS-96系列单片机，将一些用于测控系统的模数转换器、程序运行监视器、脉宽调制器等纳入片中，体现了单片机的微控制器特征。随着MCS-51系列的广应用，许多电气厂商竞相使用80C51为内核，将许多测控系统中使用的电路技术、接口技术、多通道A/D转换部件、可靠性技术等应用到单片机中，增强了外围电路路功能，强化了智能控制的特征。 第四阶段（1990—现在）是微控制器的全面发展阶段。随着单片机在各个领域全面深入地发展和应用，出现了高速、大寻址范围、强运算能力的8位16位32位通用型单片机，以及小型廉价的专用型单片机。 正是单片机自身性能的不断发展和完善，使它在许多领域都有着极为广泛的应用。 在智能仪器仪表上中引入单片机，使仪器仪表智能化，提高测试的自动化程度和精度，简化仪器仪表的硬件结构，提高其性能价格比。单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）。 在工业控制中应用单片机，主要是用单片机实时进行数据处理和控制，使系统保持最佳工作状态，提高系统的工作效率和产品的质量。用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。 在机电一体化中也有单片机的应用。机电一体化产品是指集机械、微电子技术、计算机技