單片機控制技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用
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1 單片機技術(shù)的發(fā)展特點 自單片機出現(xiàn)至今，單片機技術(shù)已走過了近20年的發(fā)展路程?？v觀20年來單片機發(fā) 展歷程可以看出，單片機技術(shù)的發(fā)展以微處理器(MPU)技術(shù)及超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā) 展為先導(dǎo)，以廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域拉動，表現(xiàn)出較微處理器更具個性的發(fā)展趨勢。 單片機長壽命 這里所說的長壽命，一方面指用單片機開發(fā)的產(chǎn)品可以穩(wěn)定可靠地工作 十年、二十年，另一方面是指與微處理器相比的長壽命。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展， MPU更新?lián)Q代的速度越來越快，以386、486、586為代表的MPU，很短的時間內(nèi)就被淘汰出 局，而傳統(tǒng)的單片機如68HC05、8051等年齡已有15歲，產(chǎn)量仍是上升的。這一方面是由 于其對相應(yīng)應(yīng)用領(lǐng)域的適應(yīng)性，另一方面是由于以該類CPU為核心，集成以更多I/O功能 模塊的新單片機系列層出不窮?？梢灶A(yù)見，一些成功上市的相對年輕的CPU核心，也會隨 著I/O功能模塊的不斷豐富，有著相當(dāng)長的生存周期。新的CPU類型的加盟,使單片機隊伍 不斷壯大,給用戶帶來了更多的選擇余地。 8位、16位、32位單片機共同發(fā)展 這是當(dāng)前單片機技術(shù)發(fā)展的另一動向。長期以來，單 片機技術(shù)的發(fā)展是以8位機為主的。隨著移動通訊、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)等高科技產(chǎn)品 進入家庭，32位單片機應(yīng)用得到了長足發(fā)展。以Motorola 68K為CPU的32位單片機97年的 銷售量達8千萬枚。過去認(rèn)為由于8位單片機功能越來越強，32位機越來越便宜，使16位 單片機生存空間有限，而16位單片機的發(fā)展無論從品種和產(chǎn)量方面，近年來都有較大幅 度的增長。 單片機速度越來越快 MPU發(fā)展中表現(xiàn)出來的速度越來越快是以時鐘頻率越來越高為標(biāo)志 的。而單片機則有所不同，為提高單片機抗干擾能力，降低噪聲，降低時鐘頻率而不犧 牲運算速度是單片機技術(shù)發(fā)展之追求。一些8051單片機兼容廠商改善了單片機的內(nèi)部時 序，在不提高時鐘頻率的條件下，使運算速度提高了很多，Motorola單片機則使用了瑣 相環(huán)技術(shù)或內(nèi)部倍頻技術(shù)使內(nèi)部總線速度大大高于時鐘產(chǎn)生器的頻率。68HC08單片機使 用4.9M外部振蕩器而內(nèi)部時鐘達32M，而M68K系列32位單片機使用32K的外部振蕩器頻率 內(nèi)部時鐘可達16MHz以上。 低電壓與低功耗 自80年代中期以來，NMOS工藝單片機逐漸被CMOS工藝代替，功耗得以 大幅度下降，隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)由3μm工藝發(fā)展到1.5、1.2、0.8、0.5、0.35 近而實現(xiàn)0.2μm工藝，全靜態(tài)設(shè)計使時鐘頻率從直流到數(shù)十兆任選，都使功耗不斷下降 。Motorola 最近推出任選的M.CORE 可在1.8V電壓下以50M/48MIPS全速工作，功率約為 20mW。幾乎所有的單片機都有Wait、Stop等省電運行方式。允許使用的電源電壓范圍也 越來越寬。一般單片機都能在3到6V范圍內(nèi)工作，對電池供電的單片機不再需要對電源采 取穩(wěn)壓措施。低電壓供電的單片機電源下限已由2.7V降至2.2V、1.8V。0.9V供電的單片 機已經(jīng)問世。
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