單片機的應用與發(fā)展

1、單片機的應用與發(fā)展趨勢單片機的應用與發(fā)展趨勢目錄 1. 單片機的發(fā)展歷史單片機的發(fā)展歷史 3. 單單片機片機的前的前景景 4. 單單片機的片機的發(fā)發(fā)展展趨勢趨勢2.單片機應用單片機應用單片機的發(fā)展歷史20世紀世紀70年代，微電子技術正處于發(fā)展階段，集成電路屬于中規(guī)模發(fā)年代，微電子技術正處于發(fā)展階段，集成電路屬于中規(guī)模發(fā)展時期，各種新材料新工藝尚未成熟，單片機仍處在初級的發(fā)展階段，展時期，各種新材料新工藝尚未成熟，單片機仍處在初級的發(fā)展階段，元件集成規(guī)模還比較小，功能比較簡單。元件集成規(guī)模還比較小，功能比較簡單。1976年年INTEL公司推出了公司推出了MCS-48八位單片機，它以體積小，功能全

2、，八位單片機，它以體積小，功能全，價格低贏得了廣泛的應用，為單片機的發(fā)展奠定了基礎。價格低贏得了廣泛的應用，為單片機的發(fā)展奠定了基礎。80年代，世界各大公司均競相研制出品種多功能強的單片機，約有幾十年代，世界各大公司均競相研制出品種多功能強的單片機，約有幾十個系列，此時的大容量單片機使單片機發(fā)展到了一個全新階段。個系列，此時的大容量單片機使單片機發(fā)展到了一個全新階段。九十年代，美國九十年代，美國Microchip公司發(fā)布了一種完全不兼容公司發(fā)布了一種完全不兼容MCS-51的新的新一代一代PIC系列單片機，特別它的產品只有系列單片機，特別它的產品只有33條精簡指令集吸引了不條精簡指令集吸引了不少

3、用戶，使人們從少用戶，使人們從INTEL的的111條復雜指令集中走出來。條復雜指令集中走出來。PIC單片單片機獲得了快速的發(fā)展，在業(yè)界中占有一席之地。機獲得了快速的發(fā)展，在業(yè)界中占有一席之地。1990年美國年美國INTEL公司推出了公司推出了80960超級超級32位單片機相繼投放市場，位單片機相繼投放市場，成為單片機發(fā)展史上又一個重要的里程碑。成為單片機發(fā)展史上又一個重要的里程碑。單片機應用1.在智能儀器儀表上的應用在智能儀器儀表上的應用 2.在工業(yè)控制中的應用在工業(yè)控制中的應用 3.在家用電器中的應用在家用電器中的應用 4.在計算機網絡和通信領域中的應用在計算機網絡和通信領域中的應用 5.單

4、片機在汽車電子產品中的應用。單片機在汽車電子產品中的應用。6.在各種大型電器中的模塊化應用在各種大型電器中的模塊化應用在智能儀器儀表上的應用v單片機具有體積小、功耗低、控制功能強、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，結合不同類型的傳泛應用于儀器儀表中，結合不同類型的傳感器，可實現諸如電壓、功率、頻率、濕感器，可實現諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、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。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

5、儀表數字化、智采用單片機控制使得儀器儀表數字化、智能化、微型化。能化、微型化。在工業(yè)控制中的應用 v用單片機可以構成形式多樣的控制系統(tǒng)、用單片機可以構成形式多樣的控制系統(tǒng)、數據采集系統(tǒng)。例如工廠流水線的智能化數據采集系統(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)，管理，電梯智能化控制、各種報警系統(tǒng)，與計算機聯網構成二級控制系統(tǒng)等。與計算機聯網構成二級控制系統(tǒng)等。在家用電器中的應用 v現在的家用電器基本上都采用了單片機控制，從現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

6、，五花八門，音響視頻器材、再到電子秤量設備，五花八門，無所不在。無所不在。在計算機網絡和通信領域中的應用 v現代的單片機普遍具備通信接口，可以很方便地現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據通信，為在計算機網絡和通信與計算機進行數據通信，為在計算機網絡和通信設備間的應用提供了極好的物質條件，現在的通設備間的應用提供了極好的物質條件，現在的通信設備基本上都實現了單片機智能控制，從手機，信設備基本上都實現了單片機智能控制，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統(tǒng)、列車無線通信、再到日常

7、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。移動電話，集群移動通信，無線電對講機等。 在計算機網絡和通信領域中的應用 單片機在汽車電子產品中的應用。v 現代汽車的集中顯示系統(tǒng)、動力監(jiān)測控制系統(tǒng)、自動駕駛現代汽車的集中顯示系統(tǒng)、動力監(jiān)測控制系統(tǒng)、自動駕駛系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和運行監(jiān)視器等裝置中都離不開單片機。系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和運行監(jiān)視器等裝置中都離不開單片機。特別是采用現場總線的汽車控制系統(tǒng)中，以單片機擔當核特別是采用現場總線的汽車控制系統(tǒng)中，以單片機擔當核心的節(jié)點通過協(xié)調、高效的數據傳送不僅完成了復雜的控心的節(jié)點通過協(xié)調、高效的數據傳送不僅完成了復雜的控制功能，而且簡化了系統(tǒng)結構。汽車家庭

8、化是我國未來十制功能，而且簡化了系統(tǒng)結構。汽車家庭化是我國未來十年的一個熱點。而單片機應用則是提高汽車質量的一項重年的一個熱點。而單片機應用則是提高汽車質量的一項重要支撐技術。目前，在高檔乘用車中已普遍有二三十片單要支撐技術。目前，在高檔乘用車中已普遍有二三十片單片機被用于空調、音響、儀表盤、自動窗、遙控門、自控片機被用于空調、音響、儀表盤、自動窗、遙控門、自控前后蓋、空氣質量監(jiān)測、反射鏡角度調整、自動滅火、防前后蓋、空氣質量監(jiān)測、反射鏡角度調整、自動滅火、防盜報警等項控制。而更重要的應用則是在控制發(fā)動機、傳盜報警等項控制。而更重要的應用則是在控制發(fā)動機、傳動器、制動器、安全氣囊、車載全球定位

9、系統(tǒng)（動器、制動器、安全氣囊、車載全球定位系統(tǒng)（GPS）等方面。目前，國產汽車在此領域的開發(fā)應用尚不能滿足等方面。目前，國產汽車在此領域的開發(fā)應用尚不能滿足需求，這正是電子技術人員可以大展拳腳的領域。需求，這正是電子技術人員可以大展拳腳的領域。單片機在汽車電子產品中的應用。在各種大型電器中的模塊化應用v某些專用單片機設計用于實現特定功能，從某些專用單片機設計用于實現特定功能，從而在各種電路中進行模塊化應用，而不要求使用而在各種電路中進行模塊化應用，而不要求使用人員了解其內部結構。如音樂集成單片機，看似人員了解其內部結構。如音樂集成單片機，看似簡單的功能，微縮在純電子芯片中（有別于磁帶簡單的功能

10、，微縮在純電子芯片中（有別于磁帶機的原理），就需要復雜的類似于計算機的原理。機的原理），就需要復雜的類似于計算機的原理。如：音樂信號以數字的形式存于存儲器中（類似如：音樂信號以數字的形式存于存儲器中（類似于于ROM），由微控制器讀出，轉化為模擬音樂），由微控制器讀出，轉化為模擬音樂電信號（類似于聲卡）。電信號（類似于聲卡）。 在大型電路中，這種模塊化應用極大地縮小了體在大型電路中，這種模塊化應用極大地縮小了體積，簡化了電路，降低了損壞、錯誤率，也方便積，簡化了電路，降低了損壞、錯誤率，也方便于更換。于更換。其他此外，單片機在工商，金融，科研、教育，國防航此外，單片機在工商，金融，科研、教育，國

11、防航空航天等領域都有著十分廣泛的用途?？蘸教斓阮I域都有著十分廣泛的用途。 單單片機的片機的發(fā)發(fā)展展趨勢趨勢1.低功耗低功耗CMOS化化2.2.微型單片化微型單片化低功耗vCMOS，全稱，全稱Complementary Metal OxiSemiconductor，即互補金屬氧化物半導體，是一種大，即互補金屬氧化物半導體，是一種大規(guī)模應用于集成電路芯片制造的原料。采用規(guī)模應用于集成電路芯片制造的原料。采用CMOS技術可以將技術可以將成對的金屬氧化物半導體場效應晶體管（成對的金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）集成在）集成在一塊硅片上。該技術通常用于生產一塊硅片上。該技術通常用于生產RAM

12、和交換應用系統(tǒng)，在和交換應用系統(tǒng)，在計算機領域里通常指保存計算機基本啟動信息（如日期、時間、計算機領域里通常指保存計算機基本啟動信息（如日期、時間、啟動設置等）的啟動設置等）的RAM芯片。芯片。v MCS-51系列的系列的8031推出時的功耗達推出時的功耗達630mW，而現在的單，而現在的單片機普遍都在片機普遍都在100mW左右，隨著對單片機功耗要求越來越低，左右，隨著對單片機功耗要求越來越低，現在的各個單片機制造商基本都采用了現在的各個單片機制造商基本都采用了CMOS(互補金屬氧化互補金屬氧化物半導體工藝物半導體工藝)。象。象80C51就采用了就采用了HMOS(即高密度金屬氧即高密度金屬氧化

13、物半導體工藝化物半導體工藝)和和CHMOS(互補高密度金屬氧化物半導體工互補高密度金屬氧化物半導體工藝藝)。CMOS雖然功耗較低，但由于其物理特征決定其工作速雖然功耗較低，但由于其物理特征決定其工作速度不夠高，而度不夠高，而CHMOS則具備了高速和低功耗的特點，這些特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。工藝將是今后一段時期單片機發(fā)展的主要途徑。微型單片化v現在常規(guī)的單片機普遍都是將中央處理器現在常規(guī)的單片機普遍都是將中央處理器(CPU)、隨機存取數

14、據存儲隨機存取數據存儲(RAM)、只讀程序存儲器、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、轉換器、PMW(脈寬調制電路脈寬調制電路)、WDT(看門狗看門狗)、有些、有些單片機將單片機將LCD(液晶液晶)驅動電路都集成在單一的芯片上，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用戶的要求量身定做，制造出具有單片機廠商還可以根據用戶的要求量身定做，制造出具有自己特色的單片機芯片。自己特色的單片機芯片。v此外，現在的產品普遍要求體積小、重量輕，這就要此外，現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?，F求單片機除了功能強和功耗低外，還要求其體積要小?，F在的許多單片機都具有多種封裝形式，其中在的許多單片機都具有多種封裝形式，其中SMD(表面封表面封裝裝)越來越受歡迎，使得由單片機構成的系統(tǒng)正朝微型化