單片機概述、應用及發(fā)展
加入技術交流群
隨后的事情，熟悉單片機的人士都比較清楚了，更多的單片機種蜂擁而至，MOTOROLA公司相繼發(fā)布了MC68HC系列單片機，日本的幾個著名公司都研制出了性能更強的產品，但日本的單片機一般均用于專用系統(tǒng)控制，而不象INTEL等公司投放到市場形成通用單片機。例如NEC公司生產的uCOM87系列單片機，其代表作uPC7811是一種性能相當優(yōu)異的單片機。MOTOROLA公司的MC68HC05系列其高速低價等特點贏得了不少用戶。
Zilog公司的Z8系列產品代表作是Z8671，內含BASIC Debug解釋程序，極大地方便用戶。而美國國半的COP800系列單片機則采用先進的哈佛結構。ATMEL公司則把單片機技術與先進的Flash存儲技術完美地結合起來，發(fā)布了性能相當優(yōu)秀的AT89系列單片機。包括中國的臺灣HOLTEK和WINBOND等公司也紛紛加入了單片機發(fā)展行列，憑著他們廉價的優(yōu)勢，分享一杯美羹。
1990年美國INTEL公司推出了80960超級32位單片機引起了計算機界的轟動，產品相繼投放市場，成為單片機發(fā)展史上又一個重要的里程碑。
此期間，單片機園地里，單片機品種異彩紛呈，爭奇斗艷。有8位、16位甚至32位機，但8位單片機仍以它的價格低廉、品種齊全、應用軟件豐富、支持環(huán)境充分、開發(fā)方便等特點而占著主導地位。而INTEL公司憑著他們雄厚的技術，性能優(yōu)秀的機型和良好的基礎，目前仍是單片機的主流產品。只不過是九十年代中期，INTEL公司忙著開發(fā)他們個人電腦微處理器，已沒有足夠的精力繼續(xù)發(fā)展自己創(chuàng)導的單片機技術，而由PHILIPS等公司繼續(xù)發(fā)展C51系列單片機。
三.單片機的應用領域
單片機廣泛應用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設備、航空航天、專用設備的智能化管理及過程控制等領域，大致可分如下幾個范疇：
1.在智能儀器儀表上的應用
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(yōu)點，廣泛應用于儀器儀表中，結合不同類型的傳感器，可實現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、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(shù)字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強大。例如精密的測量設備（功率計，示波器，各種分析儀）。
2.在工業(yè)控制中的應用
用單片機可以構成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報警系統(tǒng)，與計算機聯(lián)網(wǎng)構成二級控制系統(tǒng)等。
3.在家用電器中的應用
可以這樣說，現(xiàn)在的家用電器基本上都采用了單片機控制，從電飯褒、洗衣機、電冰箱、空調機、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設備，五花八門，無所不在。
4.在計算機網(wǎng)絡和通信領域中的應用
現(xiàn)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數(shù)據(jù)通信，為在計算機網(wǎng)絡和通信設備間的應用提供了極好的物質條件，現(xiàn)在的通信設備基本上都實現(xiàn)了單片機智能控制，從手機，電話機、小型程控交換機、樓宇自動通信呼叫系統(tǒng)、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動電話，集群移動通信，無線電對講機等。
5.單片機在醫(yī)用設備領域中的應用
單片機在醫(yī)用設備中的用途亦相當廣泛，例如醫(yī)用呼吸機，各種分析儀，監(jiān)護儀，超聲診斷設備及病床呼叫系統(tǒng)等等。
此外，單片機在工商，金融，科研、教育，國防航空航天等領域都有著十分廣泛的用途。
四.單片機的發(fā)展趨勢
現(xiàn)在可以說單片機是百花齊放，百家爭鳴的時期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的單片機，從8位、16位到32位，數(shù)不勝數(shù)，應有盡有，有與主流C51系列兼容的，也有不兼容的，但它們各具特色，互成互補，為單片機的應用提供廣闊的天地。
縱觀單片機的發(fā)展過程，可以預示單片機的發(fā)展趨勢，大致有：
1.低功耗CMOS化
MCS-51系列的8031推出時的功耗達630mW，而現(xiàn)在的單片機普遍都在100mW左右，隨著對單片機功耗要求越來越低，現(xiàn)在的各個單片機制造商基本都采用了CMOS(互補金屬氧化物半導體工藝)。象80C51就采用了HMOS(即高密度金屬氧化物半導體工藝)和CHMOS(互補高密度金屬氧化物半導體工藝)。CMOS雖然功耗較低，但由于其物理特征決定其工作速度不夠高，而CHMOS則具備了高速和低功耗的特點，這些特征，更適合于在要求低功耗象電池供電的應用場合。所以這種工藝將是今后一段時期單片機發(fā)展的主要途徑。
2.微型單片化
現(xiàn)在常規(guī)的單片機普遍都是將中央處理器(CPU)、隨機存取數(shù)據(jù)存儲(RAM)、只讀程序存儲器(ROM)、并行和串行通信接口，中斷系統(tǒng)、定時電路、時鐘電路集成在一塊單一的芯片上，增強型的單片機集成了如A/D轉換器、PMW(脈寬調制電路)、WDT(看門狗)、有些單片機將LCD(液晶)驅動電路都集成在單一的芯片上，這樣單片機包含的單元電路就更多，功能就越強大。甚至單片機廠商還可以根據(jù)用戶的要求量身定做，制造出具有自己特色的單片機芯片。
此外，現(xiàn)在的產品普遍要求體積小、重量輕，這就要求單片機除了功能強和功耗低外，還要求其體積要小。現(xiàn)在的許多單片機都具有多種封裝形式，其中SMD(表面封裝)越來越受歡迎，使得由單片機構成的系統(tǒng)正朝微型化方向發(fā)展。
3.主流與多品種共存
現(xiàn)在雖然單片機的品種繁多，各具特色，但仍以80C51為核心的單片機占主流，兼容其結構和指令系統(tǒng)的有PHILIPS公司的產品，ATMEL公司的產品和中國臺灣的Winbond系列單片機。所以C8051為核心的單片機占據(jù)了半壁江山。而Microchip公司的PIC精簡指令集(RISC)也有著強勁的發(fā)展勢頭，中國臺灣的HOLTEK公司近年的單片機產量與日俱增，與其低價質優(yōu)的優(yōu)勢，占據(jù)一定的市場分額。此外還有MOTOROLA公司的產品，日本幾大公司的專用單片機。在一定的時期內，這種情形將得以延續(xù)，將不存在某個單片機一統(tǒng)天下的壟斷局面，走的是依存互補，相輔相成、共同發(fā)展的道路。
評論