单片机文献综述1

单片机文献综述1 单片机文献综述 摘 要:本文简单介绍了单片机结构、特点，叙述了单片机的历史、发展趋势及国内外 现状等,简述了单片机各时期的特点。 关键词:单片机，发展，状况，特点 1 引 言 随着微电子技术的飞速发展,单片机以其性能好、体积小、价格优、功能齐全等突出优点被广泛应用于家用电器、计算机外设、通讯、工业控制、自动化生产、智能化设备以及仪器仪 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 、家用电器等领域 ，成为科研、教学、工业技术改造最得力的工具。随着技术的发展，单片机在集成度、功能、性能、体系结构方面都有了飞速发展, 已能集成一个完整的功能强大、性能优良的计算机应用系统。 2 单片机简介及其特点 单片微型计算机, 简称单片机, 是微型计算机的一个分支。它是在一块芯片上集成(嵌入) 了CPU、RAM 和ROM 存储器、I/O 接口等而构成的微型计算机。因主要用于工业测控领域, 故又称为微控制器或嵌入式控制器。单片机的核心是中央处理器CPU。用超大规模集成技术把CPU 集成在一块芯片上, 称为微处理器。微处理器、微控制器和微型计算机三者的关系十分密切。单片机问世以来所走的路与微处理器是不同的。微处理器向着高速运算、数据 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 与处理能力、大规模容量存储等方向发展, 以提高通用计算机的性能。其接口界面也是为了满足外设和网络接口而设计的。单片机则是从工业测控对象、环境、接口特点出发, 向着增强控制功能、提高工业环境下的可靠性、灵活方便的构成应用计算机系统的界面接口的方向发展。因此, 单片机有着自己的特点, 主要是: ?品种多样, 型号繁多。品种型号逐年扩充以适应各种需要。使系统开发者有很大的选择自由。CPU 从4、8、16、32 到64 位, 有些还采用RISC 技术; ?提高性能, 扩大容量。集成度已达200万个晶体管以上。总线工作速度已达数十微秒。工作频率达到30MHz 甚至40MHz。指令执行周期减到数十微秒。存储器容量RAM 发展到1K、2K, ROM 发展到32K、64K; ?增加控制功能, 向外部接口延伸。把原属外围芯片的功能集成到本芯片内。 1 现今的单片机已发展到在一块含有CPU 的芯片上, 除嵌入RAM、ROM存储器和I/O 接口外, 还有A/D、PWM、UART、Timer/Counter、DMA、Watchdog、Serial Port、Sensor、driver、还有显示驱动、键盘控制、函数发生器、比较器等, 构成一个完整的功能强的计算机应用系统; ?低功耗。供电电压从5V 降到3V、2V 甚至1V 左右。工作电流从m A 级降到μA 级。在生产 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 上以CMOS 代替NMOS, 并向HCMOS 过渡; ?应用软件配套。提供了软件库, 包括标准应用软件, 示范设计 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 。使用户开发单片机应用系统时更快速、方便。使有可能做到用一周时间开发一个新的应用产品; ?系统扩展与配置。有供扩展外部电路用的三总线结构DB、AB、CB, 以方便构成各种应用系统。根据单片机网络系统、多机系统的特点专门开发出单片机串行总线。此外, 还特别配置有传感器, 人机对话、网络多通道等接口, 以便构成网络和多机系统。 3 单片机的发展史 1974 年,美国仙童(Fairchild)公司研制的世界第一台单片微型机F8.该机有两块集成电路芯片组成,结构奇特,具有与众不同的指令系统,深受民用电器和仪器仪表领域的欢迎和重视.从此,单片机开始迅速发展,应用领域也在不断扩大.现已成为微型计算机的重要分支,单片机的发展过程通常可以分为一下几个发展过程. (1) 第一代单片机(1974-1976):这是单片机发展的起步阶段.在这个时期生产的单片机特点是,制造工艺落后和集成度低,而且采用了双片形式.典型的代表产品有Fairchild公司的F8和Mostek387公司的3870等. (2) 第二代单片机(1976-1978):这是单片机的第二发展阶段.这个时代生产的单片机虽然已能在单块芯片内集成CPU,并行口,定时器,RAM和ROM等功能部件,但性能低,品种少,应用范围也不是很广,典型的产品有 Intel 公司的MCS-48系列机. (3) 第三代单片机(1979-1982):这是八位单片机成熟的阶段.这一代单片机和前两代相比,不仅存储容量和寻址范围大,而且中断源,并行I/O口和定时器/计数器个数都有了不同程度的增加,更有甚者是新集成了全双工穿行通信接口电路.在指令系统方面,普遍增设了惩处法和比较指令.这一时期生产的单片机品种齐全,可以满足各种不同领域的需要.代表产品有Intel公司的 2 MCS-51系列机,Motorola公司的MC6801系列机,TI公司的TMS7000系列机,此外,Rockwell, NS,GI和日本松下等公司也先后生产了自己的单片机系列. (4) 第四代单片机(1983年以后):这是十六位单片机和八位高性能单片机并行发展的时代,十六位机的特点是,工艺先进,集成度高和内部功能强,加法运算速度可达到1us以上,而且允许用户采用面向工业控制的专用语言,如PL/MPLUS C和Forth语言等.代便产品有Intel公司的MCS-96系列,TI公司的TMS9900,NEC公司的783××系列和NS公司的HPC16040等. 然而,由于十六位单片机价格比较贵, 销售量不大,大量应用领域需要的是高性能,大容量和多功能新型八位单片机.这些单片机有Intel公司的88044(双CPU工作), Zilog 公司的Super8(含DMA通道),Motorola公司的MC68CH11(内含E2prom及A/D电路)和WDC公司的65C124(内含网络接口电路),等等.目前,八位高性能单片机以成为主流,单片机发展具体体现在以下几个方面: 1. CPU功能增强; 2. 内部资源增多; 3. 引脚的多功能化; 4. 低电压低功耗. 4 单片机的发展趋势及国内外现状 现在可以说单片机是百花齐放，百家争鸣的时期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机，从8位、16位到32位，数不胜数，应有尽有，有与主流C51系列兼容的，也有不兼容的，但它们各具特色，互成互补，为单片机的应用提供广阔的天地。 纵观单片机的发展过程，可以预示单片机的发展趋势，大致有: 1. 低功耗CMOS化 MCS-51系列的8031推出时的功耗达630mW，而现在的单片机普遍都在100mW左右，随着对单片机功耗 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 越来越低，现在的各个单片机制造商基本都采用了CMOS(互补金属氧化物半导体工艺)。像80C51就采用了HMOS(即高密度金属氧化物半导体工艺)和CHMOS(互补高密度金属氧化物半导体工艺)。CMOS虽然功耗较低，但由于其物理特征决定其工作速度不够高，而CHMOS则具备了高速和低功耗的特点，这些特征，更适合于在要求低功耗像电池供电的应用场合。所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径。 3 2. 微型单片化 现在常规的单片机普遍都是将中央处理器(CPU)、随机存取数据存储(RAM)、只读程序存储器(ROM)、并行和串行通信接口，中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上，增强型的单片机集成了如A/D转换器、PMW(脉宽调制电路)、WDT(看门狗)、有些单片机将LCD(液晶)驱动电路都集成在单一的芯片上，这样单片机包含的单元电路就更多，功能就越强大。甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做，制造出具有自己特色的单片机芯片。 此外，现在的产品普遍要求体积小、重量轻，这就要求单片机除了功能强和功耗低外，还要求其体积要小。现在的许多单片机都具有多种封装形式，其中SMD(表面封装)越来越受欢迎，使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。 3. 主流与多品种共存 现在虽然单片机的品种繁多，各具特色，但仍以80C51为核心的单片机占主流，兼容其结构和指令系统的有PHILIPS公司的产品，ATMEL公司的产品和中国台湾的Winbond系列单片机。所以C8051为核心的单片机占据了半壁江山。而Microchip公司的PIC精简指令集(RISC)也有着强劲的发展势头，中国台湾的HOLTEK公司近年的单片机产量与日俱增，与其低价质优的优势，占据一定的市场分额。此外还有MOTOROLA公司的产品，日本几大公司的专用单片机。在一定的时期内，这种情形将得以延续，将不存在某个单片机一统天下的垄断局面，走的是依存互补，相辅相成、共同发展的道路。 世 界 各 国 单 片 机 应 用 的 发 展 因 各 自 的 情 况 而 各 有 侧 重。 美 国 单 片 机 的 未 来 发 展 趋 势 主 要 是 从8 位 逐 步 向16 位 和DSP 过 渡。 欧 洲 的 单 片 机 主 要 应 用 于 工 业 控 制 领 域， 因 此8 位 单 片 机 仍 将 是 主 流 产 品， 但 其 功 能 如I/O 和 速 度 等 都 会 有 所 增 强。 单 片 机 的 最 大 应 用 市 场 在 亚 洲， 亚 洲 的 主 要 应 用 是 家 电、 通 信 或 计 算 机 外 设 等 领 域。 亚 洲 以 消 费 类 产 品 为 主， 由 于 家 电 制 造 业 对 单 片 机 的 大 量 需 求，4 位 单 片 机 在 亚 洲 仍 然 占 据 着 很 大 的 市 场， 所 以 其 未 来 的 发 展 趋 势 将 是 由4 位 单 片 机 逐 步 向8 位 单 片 机 过 渡。 我 国 的 情 况 也 基 本 如 此。 国 内 的 单 片 机 目 前 注 重 的 还 只 是 低 档 的 应 用， 普 遍 采 用 的 是4 位、8 位 或16 位 的 单 片 机， 对 于 宏 单 片 机 和DSP 等 高 档 应 用 几 乎 还 是 空 4 白。 在 这 一 方 面 我 们 与 国 外 的 差 距 比 较 大， 究 其 原 因 主 要 有 两 点: 一 是 开 发 环 境 和 工 具 还 不 具 备， 第 二 是 目 前 还 没 有 找 到 适 当 的 市 场 切 入 点。 高 端 单 片 机 可 应 用 的 领 域 很 多， 如 顶 置 盒、 网 络 接 入 器、 网 卡 等 等， 但 都 没 有 形 成 优 势 产 品。DSP 是 一 种 特 殊 的 单 片 机， 它 同 时 也 是 一 个 嵌 入 式 系 统。 有 人 将21 世 纪 命 名 为“ 数 字 化 时 代”， 我 们 的 家 用 电 器 也 都 要 数 字 化， 其 中 要 用 到 的 很 关 键 的 控 制 器 就 是DSP。 因 此， 我 认 为 我 们 国 内 的 单 片 机 应 用 领 域 应 拓 宽 一 些， 对 高 档 的 应 用 应 给 予 足 够 的 重 视。 5 结 论 总之，就目前而言，单片机的发展势头依然不减，各种型号和功能更强的单片机和超级接口芯片不断出现，进一步向高层次发展的重要标志就是构成多机系统和分布式网络。世界上单片机芯片的产量以每年27%的速度递增，到本世纪初已达30亿片，而我国的年需求量也超过了亿片的数量，这表明单片机有着广阔的应用前景。 参考文献: 1. 李刚编著(ADuC8XX系列单片机原理与应用技术.北京:北京航空航天大学出版社，2002 2. 刘振安.单片微机新技术发展动向.微机发展 1994年第2期 3. 春风化雨将萌芽- 谈我国单片机的发展 www.pcworld.com.cn 4. 单片机领域的发展状况 www.zhiye.heut.edu.cn 2005-3-20 5. 单片机发展趋势 www.whjdwx.con 2005-4-21 6. 河北大学.单片机发展史. www.zy88.8u8.com 7. 中源单片机. 单片机概述、应用及发展. www.zymcu.com 8. 李叶紫.MCS-51 单片机应用教程.北京. 清华大学出版社 5