单片机的发展及应用
单片机的发展
1970年微型计算机研制成功后，随后就出现了单片机。美国Inter公司在1971年推出了4位单片机4004；1972年推出了雏形8位单片机8008。特别是在1976年推出MCS-48单片机以后的三十年中，单片机的发展和其相关的技术经历了数次的更新换代。其发展速度大约每三四年要更新一代、集成度增加一倍、功能翻一番。 尽管单片机出现的历史并不长，但以8位单片机的推出为起点，那么，单片机的发展大致可分为四个阶段。
第一阶段（1976年-1978年）：初级单片机阶段。以Inter公司MCS-48为代表。这个系列的单片机内集成有8位CPU、I/O接口、8位定时器/计数器，寻址范围不大于4K字节，简单的中断功能，无串行接口。 第二阶段（1978年-1982年）：单片机完善阶段。在这一阶段推出的单片机其功能有较大的加强，能够应用于更多的场合。这个阶段的单片机普遍带有串行I/O口、有多级中断处理系统、16位定时器/计数器，片内集成的RAM、ROM容量加大，寻址范围可达64K字节。一些单片机片内还集成了A/D转换接口。这类单片机的典型代表有Inter公司的MCS-51、Motorola公司的6801和Zilog公司的Z8等。 第三阶段（1982年-1992年）：8位单片机巩固发展及16位高级单片机发展阶段。在此阶段，尽管8位单片机的应用已广泛普及，但为了更好满足测控系统的嵌入式应用的要求，单片机集成的外围接口电
路有了更大的扩充。这个阶段单片机的代表为8051系列。许多半导体公司和生产厂以MCS-51的8051为内核，推出了满足各种嵌入式应用的多种类型和型号的单片机。其主要技术发展有：
（1） 外围功能集成。满足模拟量直接输入的ADC接口；满足伺服驱动输出的PWM；保证程序可靠运行的程序监控定时器WDT（俗称看门狗电路）。
（2） 出现了为满足串行外围扩展要求的串行扩展总线和接口，如SPI、I2C Bus、单总线（1-Wire）等。
（3） 出现了为满足分布式系统，突出控制功能的现场总线接口，如CAN Bus等。
（4） 在程序存储器方面广泛使用了片内程序存储器技术，出现了片内集成EPROM、EEPROM、FlashROM以及MaskROM、OTPROM等各种类型的单片机，以满足不同产品的开发和生产的需要，也为最终取消外部程序存储器扩展奠定了良好的基础。 与此同时，一些公司面向更高层次的应用，发展推出了16位的单片机，典型代表有Inter公司的MCS-96系列的单片机。
第四阶段（1993年-现在）：百花齐放阶段。现阶段单片机发展的显著特点是百花齐放、技术创新，以满足日益增长的广泛需求。其主要方面有：
（1）单片嵌入式系统的应用是面对最底层的电子技术应用，从简单的玩具、小家电；到复杂的工业控制系统、智能仪表、电器控制；
以及发展到机器人、个人通信信息终端、机顶盒等。因此，面对不同的应用对象，不断推出适合不同领域要求的，从简易性能到多全功能的单片机系列。
（2）大力发展专用型单片机。早期的单片机是以通用型为主的。由于单片机设计生产技术的提高、周期缩短、成本下降，以及许多特定类型电子产品，如家电类产品的巨大的市场需求能力，推动了专用单片机的发展。在这类产品中采用专用单片机，具有低成本、资源有效利用、系统外围电路少、可靠性高的优点。因此专用单片机也是单片机发展的一个主要方向。
（3）致力于提高单片机的综合品质。采用更先进的技术来提高单片机的综合品质，如提高I/O口的驱动能力；增加抗静电和抗干扰措施；宽（低）电压低功耗等。
单片机的发展趋势第一块PCB板：51最小系统开发板
1234JP187654321P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7JP387654321P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7123456781011121314151617U1T2/P1.0T2EX/P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RXD/P3.0TXD/P3.1INT0/P3.2INT1/P3.3T0/P3.4T1/P3.5WR/P3.6RD/P3.7P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.7/A15P2.6/A14P2.5/A13P2.4/A12P2.3/A11P2.2/A10P2.1/A9P2.0/A8VCCEAPSENALE/PROGVSS39P0.038P0.137P0.236P0.335P0.434P0.533P0.632P0.728P2.727P2.626P2.525P2.424P2.323P2.222P2.121P2.04031293020P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7JP612345678P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7JP812345678P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7+5JP9123456789+5+5DU2C11041345104111012915C1+C1-C2+C2-T1INT2INR1OUTR2OUTGNDVDDVCCC3210416+5C4104DJ1T1OUTT2OUTR1INR2INVEE1471386C81041627384959针串口排针JP287654321P3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7排针JP487654321P3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7排针JP5P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.012345678P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0排针JP712345678排阻1KP3.1C21110P3.0MAX232ACPE排针排针RST9RST+5排针排针CC5XTAL2XTAL2XTAL11819XTAL2XTAL1STC89C51上下电路模块二选一+5C710000pF(104)+5P3.1R710KS2R61.8KP3.0S5P11234Q1R89014 or 9013S310KD94148D109针串口C1041481uF/50VR94.7KQ29015 or 9012J4162738495C30PC630P+5+5S1C9+123456789Y112MHzXTAL1J2排阻1KR2R3R4R510K10K10K10K1110复位开关B22uFRSTR110KD1LEDD2LEDD3LEDD4LEDD5LEDD6LEDD7LEDD8LEDBS4排针排针87654321J3+12S6J5+121U3Vin7805+5Vout3R101K+C14JP1013572468JP111357911131517192468101214161820+5电源开关A+C11GNDD11LED双排排针A火牛插头2100uFC12104C1310310uF双排排针1234
单片机,亦称单片微电脑或单片微型计算机。它是把中央处理器(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、输入/输出端口(I/0)等主要计算机功能部件都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。现在可以说单片机是百花齐放的时期,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,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 。 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)。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,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。 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
单片机的发及展望
