單片機(jī)原理及應(yīng)用-第一章 緒論

主講：張松燦答疑時(shí)間：周四晚7：00~8：00答疑地點(diǎn)：西苑校區(qū)10#822河南科技大學(xué)電子信息工程學(xué)院自動(dòng)化系單片機(jī)中級(jí)教程原理與應(yīng)用1本章的主要內(nèi)容：1.1單片機(jī)1.2單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)1.3本教程的特點(diǎn)和教學(xué)安排2單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)1.單片機(jī)的含義2.單片機(jī)的發(fā)展3.MCS-51和80C51系列簡(jiǎn)介4.單片機(jī)的應(yīng)用3◆單板機(jī)將CPU芯片、存儲(chǔ)器芯片、I/O接口芯片和簡(jiǎn)單的I/O設(shè)備（小鍵盤(pán)、LED顯示器）等裝配在一塊印刷電路板上，再配上監(jiān)控程序（固化在ROM中），就構(gòu)成了一臺(tái)單板微型計(jì)算機(jī)（簡(jiǎn)稱單板機(jī)）。單板機(jī)的I/O設(shè)備簡(jiǎn)單，軟件資源少，使用不方便。早期主要用于微型計(jì)算機(jī)原理的教學(xué)及簡(jiǎn)單的測(cè)控系統(tǒng)，現(xiàn)在已很少使用。單板機(jī)1．單片機(jī)的定義4◆什么是單片機(jī)？------集成電路芯片

單片機(jī)（SingleChipComputer）又稱單片微型計(jì)算機(jī)（Microcontroller），隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，可以將CPU、RAM、ROM，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，以及輸入/輸出（I/0）接口電路等計(jì)算機(jī)的主要部件，集成在一塊集成電路芯片上。最早的單片機(jī)產(chǎn)生于70年代現(xiàn)代單片機(jī)代表：MCS-51單片機(jī)主要組成部分：①中央處理器CPU②存儲(chǔ)器（數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM程序存儲(chǔ)ROM）③輸入/輸出接口④定時(shí)器/計(jì)數(shù)器單板機(jī)單片機(jī)5單片機(jī)的特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)）★體積小、重量輕；★

電源單一、功耗低（突出特點(diǎn)）；★

功能強(qiáng)、價(jià)格低，有優(yōu)異的性能價(jià)格比；★

全部集成在芯片上，布線短，合理，集成度高；★

數(shù)據(jù)大部分在單片機(jī)內(nèi)傳遞，運(yùn)行速度快，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高。6（1）單片微型計(jì)算機(jī)--SingleChipComputer從組成和功能上看，已具有了微機(jī)系統(tǒng)的含義。（2）微控制器--Microcontroller，MCU從功能和形態(tài)來(lái)說(shuō)，單片機(jī)是作為控制領(lǐng)域應(yīng)用的要求而誕生的，在發(fā)展中擴(kuò)展各種控制功能，如A/D、PWM、計(jì)數(shù)器捕獲/比較邏輯(PCA)等，已突破了微型計(jì)算機(jī)（Microcomputer）的傳統(tǒng)內(nèi)容。故微控制器能更準(zhǔn)確地反映單片機(jī)本質(zhì)。（3）嵌入式微控制器(EmbeddedMicrocontroller)應(yīng)用系統(tǒng)往往以單片機(jī)為核心，且完全融入應(yīng)用系統(tǒng)之中。（4）在我國(guó)，單片機(jī)的叫法甚為普遍。◆單片機(jī)的別稱7⒉單片機(jī)的發(fā)展歷程

特點(diǎn)：存儲(chǔ)器容量較小，尋址范圍?。ú淮笥?K），無(wú)串行接口，指令系統(tǒng)功能不強(qiáng)。體積小，功能全、價(jià)格低等特點(diǎn)，贏得了廣泛的應(yīng)用。

單片機(jī)技術(shù)發(fā)展過(guò)程可分為三個(gè)主要階段：◆單芯片微機(jī)形成階段

1976年，Intel公司,MCS-48系列單片機(jī)。8位CPU、1K字節(jié)ROM、64字節(jié)RAM、27根I/O線和1個(gè)8位定時(shí)/計(jì)數(shù)器。8◆性能完善提高階段

1980年，Intel公司,MCS-51系列單片機(jī).8位CPU、4K字節(jié)ROM、128字節(jié)RAM、4個(gè)8位并口、1個(gè)全雙工串行口、2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器。尋址范圍64K，并有控制功能較強(qiáng)的布爾處理器。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)體系完善，性能已大大提高，面向控制的特點(diǎn)進(jìn)一步突出。此外具有品種全、兼容性強(qiáng)、軟硬件資料豐富等特點(diǎn),應(yīng)用非常廣泛。MCS-51已成為公認(rèn)的單片機(jī)經(jīng)典機(jī)種。9◆微控制器化階段1982年，Intel,MCS-96系列單片機(jī)（16位）。芯片集成：16位CPU、8K字節(jié)ROM、232字節(jié)RAM、5個(gè)8位并口、1個(gè)全雙工串行口、2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器。尋址范圍64K。片上還有8路10位ADC、1路PWM輸出及高速I(mǎi)/O部件等。特點(diǎn)：面向測(cè)控系統(tǒng)的外圍電路增強(qiáng)，使單片機(jī)可以方便靈活地用于復(fù)雜的自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)及設(shè)備?！拔⒖刂破鳌钡姆Q謂更能反應(yīng)單片機(jī)的本質(zhì)。10ARM(主要是多媒體)處理器在全球范圍的流行，32位的RISC嵌入式處理器成為高中端嵌入式應(yīng)用的主流。原因：（1）數(shù)碼設(shè)備如數(shù)碼相機(jī)、MP3、PDA、各種信息家電等有更高的性能要求。（2）在MCU運(yùn)行TCP／IP或其它通信協(xié)議的情況下，要求系統(tǒng)建立在RTOS上就必然成為一種現(xiàn)實(shí)需求。（3）電視機(jī)、汽車(chē)音響及電子玩具等傳統(tǒng)應(yīng)用提出數(shù)字化和“硬件軟化”的要求，對(duì)計(jì)算性能的要求及存儲(chǔ)器容量的需求都超出絕大多數(shù)8位或16位微控制器能提供的范圍。微控制器進(jìn)一步發(fā)展11多功能、多選擇、高速度、低功耗、低價(jià)格、擴(kuò)大存儲(chǔ)容量和加強(qiáng)I/O功能及結(jié)構(gòu)兼容方向發(fā)展。3.單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)121、多功能◆存儲(chǔ)器類(lèi)，包括程序存儲(chǔ)器MROM／OTPROM／EPROM／EEPROM／FlashROM和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器SRAM／SDRAM／SSRAM；◆有串行接口類(lèi)，包括UART、SPI、I2C、CAN、IR、Ethernet、HDLC；◆有并行接口類(lèi)，包括Centronics、PCI、IDE、GPIO等；◆有定時(shí)和時(shí)鐘類(lèi)，包括，定時(shí)器／計(jì)數(shù)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘(RTC)、Watchdog、Clockout；◆有專用和外圍接口類(lèi)，包括Comparer(比較器)、ADC、DAC、LCD控制器、DMA、PWM、PLL、MAC、溫度傳感器等。Cygnal公司的C8051F系列的MCU在一個(gè)芯片中集成有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)或控制系統(tǒng)所需要的數(shù)字和模擬外圍接口和功能部件，這種混合信號(hào)芯片實(shí)質(zhì)上已構(gòu)成了片上系統(tǒng)(SoC)。13(2)多核結(jié)構(gòu)處理器

隨著嵌入式應(yīng)用的深入，如：數(shù)字通信和網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，對(duì)處理器提出了更高的要求，現(xiàn)在已出現(xiàn)多核結(jié)構(gòu)的處理器。Freescale公司研發(fā)的MPC8260PowerQUiCCⅡ就是一種先進(jìn)的為電信和網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)而設(shè)計(jì)的集成通信微處理器。它融合了兩個(gè)CPU——嵌入式PowerPC內(nèi)核和通信處理模塊(CPM)。由于CPM分擔(dān)了嵌入式PowerPC核的外圍工作任務(wù)，這種雙處理器體系結(jié)構(gòu)功耗反而要低于傳統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的處理器。Infineon公司的TCl0GP和增強(qiáng)型TCll30都是三核(TriCore)結(jié)構(gòu)的微處理器。14(3)更低功耗很多MCU都有多種工作方式，包括等待、暫停、休眠、空閑、節(jié)電等工作方式。例如Philips的P87LPC762，空閑狀態(tài)下的電流為1.5mA，而在節(jié)電方式下電流只有0.5mA。(4)更寬工作電壓范圍擴(kuò)大電源電壓范圍以及在較低電壓下仍然能工作是現(xiàn)在新推出的MCU的一個(gè)特點(diǎn)。目前一般MCU都可以在3.3～5.5V的范圍內(nèi)工作，有些產(chǎn)品則可以在2.2～6V的范圍內(nèi)工作。15(5)更先進(jìn)的工藝和更小的封裝越來(lái)越多的MCU采用了各種貼片封裝形式，以滿足便攜式手持設(shè)備的需要。(6)低噪聲布線技術(shù)

在過(guò)去的MCU中，電源與地引腳是安排在芯片封裝的對(duì)角上，即左上、右下或右上、左下位置上。電源噪聲對(duì)MCU的內(nèi)部電路造成的干擾相對(duì)較大。

16⒊MCS-51和80C51系列簡(jiǎn)介從最初的單片機(jī)發(fā)展到如今的新一代單片機(jī)，大致經(jīng)歷了三個(gè)年代。如以Intel8位單片機(jī)為例，大致是:

第一代:以1976年推出的MCS-48系列為代表，將CPU和計(jì)算機(jī)外圍電路集成到了一個(gè)芯片上，為單片機(jī)的進(jìn)一步發(fā)展開(kāi)辟了成功之路。

第二代:以MCS-51的8051、8052為代表。最主要技術(shù)特點(diǎn)是向外部接口電路擴(kuò)展，以實(shí)現(xiàn)微控制器（Microcontroller）化。80年代初推出的新產(chǎn)品。其主要的技術(shù)特征是：17

（1）擴(kuò)大了片內(nèi)存儲(chǔ)容量、外部尋址空間。程序存儲(chǔ)器和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的尋址都增加為64K。4K×8ROM作為內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，用來(lái)存放系統(tǒng)程序、用戶的專用程序和固定常數(shù)。在MCS-51系列單片機(jī)中，8031、8751與8051的內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本相同，其區(qū)別：

8031內(nèi)部不含有程序存儲(chǔ)器，必須由外部擴(kuò)展。8751內(nèi)部程序存儲(chǔ)器為可編程、可改寫(xiě)的只讀存儲(chǔ)器EPROM，其內(nèi)部程序由用戶自行寫(xiě)入。18（2）片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，采用8位地址，尋址范圍為256字節(jié)。其中：OOH～7FH為128字節(jié)的內(nèi)部RAM，用來(lái)存放用戶的隨機(jī)數(shù)；在內(nèi)部RAM中，OOH～1FH可分為4個(gè)寄存器工作區(qū)。寄存器工作區(qū)由選擇指令進(jìn)行切換，有效地提高CPU的現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)能力和實(shí)時(shí)響應(yīng)速度。

2OH～2FH單元可進(jìn)行位尋址。在80H～FFH范圍內(nèi),離散地分布著21個(gè)特殊功能寄存器，其中11個(gè)特殊功能寄存器具有位尋址能力。19（3）增強(qiáng)并行口、增設(shè)全雙工串行口。4個(gè)8位并行I/O接口可用于地址和數(shù)據(jù)的傳送，也可與8253、8155等聯(lián)接，進(jìn)行外部I/O接口的擴(kuò)展。串行I/O接口是一個(gè)全雙工串行通信口。兩個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器均為16位，4種工作方式，用戶使用靈活方便。（4）增強(qiáng)中斷系統(tǒng)。在MCS-51單片機(jī)中，設(shè)置有2級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)，可接受5個(gè)中斷源的中斷請(qǐng)求，中斷優(yōu)先級(jí)別可由用戶定義。MCS-51單片機(jī)很適合用于數(shù)據(jù)采集與處理、智能儀器儀表和工業(yè)過(guò)程控制中。20（5）較強(qiáng)的指令尋址和運(yùn)算等功能MCS-51系列單片機(jī)有111條指令，7種尋址方式。44%為單字節(jié)指令，41%為雙字節(jié)指令，15%為三字節(jié)指令。若用l2MHz的晶體頻率，50%的指令可在1μs內(nèi)執(zhí)行完畢，40%的指令在2μs內(nèi)執(zhí)行完畢。此外，還設(shè)有減法、比較和8位乘、除法指令。乘、除法指令的執(zhí)行時(shí)間僅為4μs，提高了CPU的運(yùn)算與數(shù)據(jù)處理能力。21（6）增設(shè)了頗具特色的布爾處理機(jī)指令系統(tǒng)中設(shè)置有位操作指令，可用于位尋址空間，位操作指令與位尋址空間一起構(gòu)成布爾處理機(jī)。布爾處理機(jī)對(duì)于實(shí)時(shí)邏輯控制處理具有突出的優(yōu)點(diǎn)。技術(shù)特征：◆配置完善的外部并行總線(AB、DB、CB)；◆具有多機(jī)識(shí)別功能的串行通訊接口(UART)；◆規(guī)范了功能單元的特殊功能寄存器（SFR）控制模式◆布爾處理系統(tǒng)和指令系統(tǒng)，為發(fā)展具有良好兼容性的新一代單片機(jī)奠定了良好的基礎(chǔ)。22第三代：以80C5l單片機(jī)為代表。在MCS-51的HMOS基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，具有CHMOS結(jié)構(gòu)。80C51系列單片機(jī)保留了MCS-51單片機(jī)的所有特性，內(nèi)部組成基本相同。包括Intel公司發(fā)展MCS-51系列的新一代產(chǎn)品，如8XC152、80C5lFA/FB、80C51GA/GB、8XC451、8XC452，還包括了Philips、Siemens、ADM、Fujutsu、OKI、ATMEL等公司以80C5l為核心推出的大量各具特色、與MCS-51兼容的單片機(jī)。80C51系列單片機(jī)增設(shè)了兩種可以用軟件進(jìn)行選擇的低功耗工作方式：空閑方式和掉電方式。23軟件開(kāi)發(fā)語(yǔ)言：過(guò)去，大部分用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)。目前，隨C編譯器效率和MCU性能的大幅度提高，用高級(jí)語(yǔ)言代替匯編語(yǔ)言也漸成趨勢(shì)，典型的MCU都推出了自己的C編譯器。其中KeilC應(yīng)用最為廣泛，用KeilC51編寫(xiě)的程序編譯后的運(yùn)行效率也很高。

故而本教程的講授，硬件將仍以80C51為主線，而在軟件方面則從由匯編“獨(dú)尊”改為匯編與C語(yǔ)言并重。24⒋單片機(jī)的應(yīng)用 （面廣量大）家用電器上的應(yīng)用智能儀器儀表上的應(yīng)用工業(yè)控制上的應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域上的應(yīng)用醫(yī)用設(shè)備上的應(yīng)用251.智能冰箱

2．智能飯煲

3．智能食品配料機(jī)

可以這樣說(shuō)，現(xiàn)在的家用電器基本上都采用了單片機(jī)控制，從電飯褒、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設(shè)備，五花八門(mén)，無(wú)所不在。

廣泛應(yīng)用于家用電器的自動(dòng)控制，智能卡特點(diǎn)：提高家用電器的性能和質(zhì)量；降低家用電器的生產(chǎn)成本和銷(xiāo)售價(jià)格4.1家用電器上的應(yīng)用26數(shù)字式測(cè)角儀交直流電壓電流表單片機(jī)的特點(diǎn)：體積小、功耗低、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、微型化和使用方便等。結(jié)合不同類(lèi)型的傳感器，可實(shí)現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長(zhǎng)度、硬度、元素、壓力等物理量的測(cè)量。采用單片機(jī)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(qiáng)大。例如精密的測(cè)量設(shè)備（功率計(jì)，示波器，各種分析儀）。

4.2智能儀器儀表上的應(yīng)用27數(shù)控車(chē)床數(shù)控線切割機(jī)床用單片機(jī)可以構(gòu)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(bào)警系統(tǒng)，與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級(jí)控制系統(tǒng)等。

4.3工業(yè)控制上的應(yīng)用28現(xiàn)代的單片機(jī)普遍具備通信接口，可以很方便地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，為在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件，現(xiàn)在的通信設(shè)備基本上都實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)智能控制。手機(jī)電話機(jī)程控交換機(jī)調(diào)制解調(diào)器樓宇自動(dòng)通信呼叫系統(tǒng)列車(chē)無(wú)線通信無(wú)線電對(duì)講機(jī)等。4.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域上的應(yīng)用單片機(jī)控制的無(wú)線遙控系統(tǒng)，列車(chē)無(wú)線通信系統(tǒng)和串行自動(dòng)呼叫應(yīng)答系統(tǒng)等29

醫(yī)用呼吸機(jī)各種分析儀監(jiān)護(hù)儀超聲診斷設(shè)備病床呼叫系統(tǒng)等等電池分析儀

醫(yī)用呼吸機(jī)4.5醫(yī)用設(shè)備上的應(yīng)用304、單片機(jī)的分類(lèi)器件廠家美國(guó)：Intel、Motorola、Zilog、Microchip、Atmel荷蘭:Philips德國(guó)：Siemens日本：Nec、東芝、松下等311.2 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)⒈嵌入式系統(tǒng)電子數(shù)字計(jì)算機(jī),1946年誕生，價(jià)格很高。以微處理器為核心的微型計(jì)算機(jī)以其小型、價(jià)廉、高可靠性特點(diǎn)，以及其高度智能化水平使微型機(jī)嵌入到一個(gè)對(duì)象體系中成為可能，從而促使具有計(jì)算機(jī)身價(jià)的微型計(jì)算機(jī)走出機(jī)房。“嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”：與通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相比，把嵌入到對(duì)象體系中，實(shí)現(xiàn)對(duì)象體系智能化管理和控制的專用計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱為“嵌入式系統(tǒng)”。32嵌入式計(jì)算機(jī)與通用計(jì)算機(jī)技術(shù)要求：（1）通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：高速、海量的數(shù)值計(jì)算，因而其技術(shù)發(fā)展方向是總線速度的無(wú)限提升，存儲(chǔ)容量的無(wú)限擴(kuò)大。（2）嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：側(cè)重于對(duì)象的智能化管理和控制能力，因此，它的技術(shù)發(fā)展方向則是與對(duì)象系統(tǒng)密切相關(guān)的嵌入性能、控制能力與控制的可靠性。嵌入式系統(tǒng)的組成：嵌入式處理器、存儲(chǔ)器及外設(shè)器件和I/O端口、圖形控制器等相關(guān)支撐硬件、嵌入式操作系統(tǒng)及應(yīng)用系統(tǒng)等軟件組成。33嵌入式系統(tǒng)的核心部件：各種類(lèi)型的嵌入式處理器。嵌入式處理器可以分為三類(lèi)：

嵌入式微處理器，如PowerPC、Motorola68000、ARM系列；

嵌入式微控制器，如常見(jiàn)的有8051；

嵌入式DSP(DigitalSignalProcessor)。專門(mén)用來(lái)對(duì)離散時(shí)間信號(hào)進(jìn)行極快的處理計(jì)算，提高編譯效率和執(zhí)行速度。在數(shù)字濾波、FFT、譜分析、圖像處理的分析等領(lǐng)域，DSP正在大量進(jìn)入嵌入式市場(chǎng)。34嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之軟件部分軟件部分包括操作系統(tǒng)軟件和應(yīng)用程序。（1）操作系統(tǒng)要求實(shí)時(shí)和多任務(wù)操作，控制著應(yīng)用程序編程與硬件的交互作用。（2）應(yīng)用程序控制著系統(tǒng)的運(yùn)作和行為。早期的嵌入式系統(tǒng)很多都不采用操作系統(tǒng)的。當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜、利用的范圍越來(lái)越廣泛的時(shí)候，沒(méi)有操作系統(tǒng)已成為一個(gè)最大的缺點(diǎn)了。比較著名的有VxWorks、pSOS和WindowsCE等等，這些操作系統(tǒng)大部分是為專有系統(tǒng)而開(kāi)發(fā)的。另外，源代碼開(kāi)放的嵌入式Linux，由于其強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能和低成本，近來(lái)也得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。35嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)：（1）嵌入式系統(tǒng)通常是面向特定應(yīng)用的，嵌入式處理器大多為特定用戶群工作，具有低功耗、體積小、集成度高等特點(diǎn)，能夠把由板卡完成的任務(wù)集成在芯片內(nèi)部，從而有利于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)趨于小型化。（2）嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件都必須高效地設(shè)計(jì)，才能在具體應(yīng)用中對(duì)處理器的選擇更具有競(jìng)爭(zhēng)力。（3）嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品升級(jí)換代也和具體產(chǎn)品同步進(jìn)行，一旦進(jìn)入市場(chǎng)，一般都具有較長(zhǎng)的生命周期。（4）嵌入式系統(tǒng)的軟件一般都固化在存儲(chǔ)器芯片或單片機(jī)之中，提高執(zhí)行速度和系統(tǒng)可靠性。36目前，嵌入式技術(shù)已成為通信和消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品的共同發(fā)展方向。嵌入式系統(tǒng)幾乎包括了生活中的所有電器設(shè)備，如掌上PDA、移動(dòng)計(jì)算設(shè)備、電視機(jī)頂盒、手機(jī)上網(wǎng)、數(shù)字電視、多媒體、汽車(chē)、微波爐、數(shù)字相機(jī)、家庭自動(dòng)化系統(tǒng)、電梯、空調(diào)、安全系統(tǒng)、自動(dòng)售貨機(jī)、蜂窩式電話、消費(fèi)電子設(shè)備、工業(yè)自動(dòng)化儀表與醫(yī)療儀器等。37⒉單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展道路

嵌入式系統(tǒng)按形態(tài)可分為設(shè)備級(jí)(工控機(jī))、板級(jí)(單板、模塊)、芯片級(jí)(MCU、SoC)。（1）設(shè)備級(jí)(工控機(jī))工控計(jì)算機(jī)是早期嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)常常采取的方式。大多將通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)械加固、電氣加固后構(gòu)成，以滿足應(yīng)用系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境要求。工控機(jī)有通用計(jì)算機(jī)豐富的軟件及周邊外設(shè)支持，有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)十分方便。但由于體積龐大，適用于具有大空間嵌入應(yīng)用的環(huán)境中，如艦船、大型試驗(yàn)裝置、分布式測(cè)控系統(tǒng)等。38(2)板級(jí)(通用CPU模塊)通用CPU模塊是由通用CPU構(gòu)成的各種形式的主機(jī)板系統(tǒng)、各種類(lèi)型的帶CPU的主板及OEM產(chǎn)品。（3）芯片級(jí)(嵌入式微處理器、MCU及SoC)早期微處理器MPU(MicroProcessorUnit)主要用來(lái)構(gòu)成通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的；隨嵌入式應(yīng)用的發(fā)展，眾多的MPU生產(chǎn)廠家開(kāi)始發(fā)展嵌入式微處理器。芯片級(jí)則以單片機(jī)最為典型。目前，國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)是Intel的MCS-5l系列，其中8051已被許多廠家作為基核，發(fā)展了許多兼容系列，所有這些系列都統(tǒng)稱為80C51系列。39嵌入式處理器發(fā)展的兩種模式（1）加減模式即通用計(jì)算機(jī)直接芯片化的模式。它將通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的基本單元進(jìn)行裁剪后，集成在一個(gè)芯片上，構(gòu)成所謂的嵌入式微處理器（2）創(chuàng)新模式按嵌入式應(yīng)用的要求設(shè)計(jì)全新的