单片机的发展与应用综述.doc

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1、单片机的发展与应用综述摘要：单片机自问世以来，因其小巧灵活、成本低、控制能力强、易于产品化等优势，在社会各领域屮得到广泛的应用。本文对单片机技术的发展及应用进行了探讨。关键词：单片机发展应用单片机问世以来所走的路与微处理器是不同的。微处理器向着高速运算、数据分析与处理能力、大规模容量存储等方向发展，以提高通用计算机的性能。其接口界而也是为了满足外设和网络接口而设计的。单片机则是从工业测控对象、环境、接口特点出发，向着增强控制功能、提高工业环境下的可靠性、灵活方便的构成应用计算机系统的界而接口的方向发展。1单片机技术的发展所谓单片机是指

2、在一个集成芯片屮，集成微处理器(CPU)、存储器、基本的I/O接口以及定时/计数、通信部件，即在一个芯片上实现一台微型计算机的基本功能。单片机在集成度、功能、性能、体系结构方而都有了飞速发展，能集成一个完整的功能强大、性能优良的计算机应用系统。单片机主要用于工业测控领域，故又称为微控制器或嵌入式控制器。单片机的核心是小央处理器cpUoH前，单片机在工业测控领域小己占重耍地位。各电气厂商、机电行业和测控企业都把单片机作为本部门产品更新换代、产品智能化的重耍工具。1970年微型计算机研制成功Z后，随着就出现了单片机。1971年Intel首

3、先推出了4位微处理器芯片4004o此后各厂家相继推出4位机产品。因4位机每次只能处理一位BCD码数据，故只适于简单控制场合。但因其价廉，在家电等消费类产品屮仍有广泛应用。1972年Intel首先推出了8位微处理器8008,随后于1976年率先推岀8位机MCS一48系列。1980年又推出MCS-51系列产品，其性能大大超过48系列产品。如计算速度为48系列的10倍，吋钟12MHz时指令周期可为1阴等。在短短的二十几年间，8位微处理器经历了四次更新换代，其发展速度大约每二、三年要更新一代、集成度增加一倍、功能翻一番。其发展速度Z快、应用范

4、围Z广，已达到了惊人的地步，它己渗透到生产和生活的各个领域。由于8位机可以一次处理一个ASCII字符，因而用途十分广泛。如显示、终端键盘、打印、字处理、工业控制等。市场占有率70%以上。功能丰富,品种齐全,通用性强。1978年Intel最先推出16位微处理器868系列，与随后Motorola的M68000,Zilog的Z8000成为半吋的三大系列16位微处理器。1988年Inte1推出MCS-96系列机。此机具有高速运算及高速处理和控制能力，具有16位的CPU,8位的外部总线，丰富高效的指令系统。片内有A/D、PWM、Watchdog

5、及灵活的屮断系统。在工作频率12MHz吋指令执行吋间为l~2

6、is。随着高技术在智能机器人、光盘、激光打印机、图像与数据实吋处理、复杂实时控制、网络服务器等领域的应用发展，16位机已显得无能为力，需要32位机才能满足要求。80年代末推出了多种32位机产品。其特点是：寻址能力在GB级以上，高指令执行速度，快速运算能力，直接支持高级语言和实吋多任务执行。最新的64位机在引擎控制、智能机器人控制、磁盘控制、语音/图像通信、算法密集的实吋控制等场合使用。英国Inmos公司的TransputerT800是64位高性能机。它集成有处理器、高速缓存

7、、64位浮点运算器、存储控制器、申行接口，适用于超高速并行处理。中央处理器为32位，其浮点运算速度达12亿次/秒。RAM4k,I/O链接通道4组20Mbit/s,吋钟频率25MHz,数据传输率100MB/s,可寻址外部存储空间4GB。外存储器传输率33MB/so尽管Fl前单片机的品种很多，但其屮最具典型性的半数Intel公司的MCS-51系列单片机。MCS-51是在MCS-48的基础上于80年代初发展起来的，虽然它仍然是8位的单片机，但其功能有很大的增强。由于PHILIPS>ATMEL、WELBORD.LG等近百家IC制造商都主产51

8、系列兼容产品，具有品种全、兼容性强、软硬件资料丰富等特点。因此,MCS-51应用非常广泛，成为继MCS-48之后最重要的单片机品种。直到现在MCS-51仍不失为单片机屮的主流机型。国内尤以Intel的MCS-51系列单片机应用最广。由于8位单片机的高性能价格比，估计近十年内，8位单片机仍将是单片机屮的主流机型。2单片机技术的应用随着计算机技术的发展和在控制系统屮的广泛应用，以及设备向小型化、智能化发展，作为高新技术之一的单片机以其体积小、功能强、价格低廉、使用灵活等优势，显示出很强的生命力。它和一-般的集成电路相比有较好的抗干扰能力，

9、对环境的温度和湿度都有较好的适应性，可以在工业条件下稳定工作。且单片机广泛地应用于各种仪器仪表，使仪器仪表智能化，提高它们的测量速度和测量精度，加强控制功能。如MCS-51系列单片机控制的“船舶航行状态自动记录仪"烟叶水