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AG亚博集团:带你认识单片机之单片机的发展历程

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单片机(Microcontrollers)是一种集成电路芯片,是使用超大规模集成电路技术把具备数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(有可能还包括表明驱动电路、脉宽调制电路、仿真多路转换器、A/D转换器等电路)构建到一块硅片上包含的一个小而完备的微型计算机系统,在工业掌控领域广泛应用。了解单片机,从第一台开始!1971年intel公司研制出世界上第一个4位的微处理器;Intel公司的霍夫研制成功世界上第一块4位微处理器芯片Intel4004,标志着第一代微处理器问世,微处理器和微机时代从此开始。到上世纪80年代,随着工业掌控领域拒绝的提升,开始经常出现了16位单片机。

90年代后随着消费电子产品大发展,单片机技术获得了极大提升。现发展到300M的高速单片机。关于单片机的发展历程,小瓦君给大家整理了两个版本一、按产品区分1、SCM单片微型计算机(SingleChipMicrocomputer)阶段主要是谋求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。

“创意模式”获得成功,奠下了SCM与标准化计算机几乎有所不同的发展道路。在首创嵌入式系统独立国家发展道路上,Intel公司功不可没。2、MCU微控制器(MicroControllerUnit)阶段主要的技术发展方向是:大大拓展符合嵌入式应用时,对象系统拒绝的各种外围电路与模块电路,凸显其对象的智能化控制能力。它所牵涉到的领域都与对象系统涉及,因此,发展MCU的重任不可避免地落在电气、电子技术厂家。

从这一角度来看,Intel渐渐退出MCU的发展也有其客观因素。在发展MCU方面,最知名的厂家当数Philips公司。Philips公司以其在嵌入式应用方面的极大优势,将MCS-51从单片微型计算机很快发展到微控制器。

因此,当我们总结嵌入式系统发展道路时,不要记得Intel和Philips的历史功绩。3、SoC嵌入式系统(System-on-a-Chip)阶段SoC嵌入式系统的独立国家发展之路,向MCU阶段发展的最重要因素,就是谋求应用于系统在芯片上的最大化解决问题;因此,专用单片机的发展大自然构成了SoC化趋势。随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展,基于SoC的单片机应用于系统设计不会有较小的发展。

因此,对单片机的解读可以从单片微型计算机、单片微控制器伸延到单片应用于系统。二、按时间区分第一阶段(1976-1978)单片机的控索阶段以Intel公司的MCS–48为代表。MCS–48的发售是在工控领域的控索,参予这一控索的公司还有MotorolaZilo等,都获得了失望的效果。这就是SCM的问世年代,“单机片”一词即由此而来。

第二阶段(1978-1982)单片机的完备阶段Intel公司在MCS–48基础上发售了完备的、典型的单片机系列MCS–51。它在以下几个方面奠下了典型的标准化总线型单片机体系结构。①完备的外部总线。

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MCS-51设置了经典的8位单片机的总线结构,还包括8位数据总线、16位地址总线、掌控总线及具备很多机通信功能的串行通信接口。②CPU外围功能单元的集中于管理模式。③反映工控特性的位地址空间及位操作方式。

④指令系统渐趋非常丰富和完备,并且减少了许多引人注目掌控功能的指令。第三阶段(1982-1990)单片机向微控制器发展阶段同时也是8位单片机的稳固发展及16位单片机的发售阶段。Intel公司发售的MCS–96系列单片机,将一些用作测控系统的模数转换器、程序运行监视器、脉宽调制器等划入片中,反映了单片机的微控制器特征。

随着MCS–51系列的甚广应用于,许多电气厂商竞相用于80C51为内核,将许多测控系统中用于的电路技术、接口技术、多通道A/D切换部件、可靠性技术等应用于到单片机中,强化了外围电路路功能,增强了智能控制的特征。第四阶段(1990至今):微控制器的全面发展阶段。

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随着单片机在各个领域全面了解地发展和应用于,经常出现了高速、大传输速率范围、强劲运算能力的8位/16位/32位通用型单片机,以及小型廉价的专用型单片机。单片机发展趋势目前,单片机于是以朝着高性能和多品种方向发展趋势将是更进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、较低价格和外围电路内装化等几个方面发展。CMOS化近年由于CHMOS技术的进小,大大地增进了单片机的CMOS化。

CMOS芯片除了低功耗特性之外,还具备功耗的可控性,使单片机可以工作在功耗细致管理状态。这也是今后以80C51代替8051为标准MCU芯片的原因。因为单片机芯片多数是使用CMOS(金属栅氧化物)半导体工艺生产。

CMOS电路的特点是低功耗、高密度、较低速度、较低价格。使用双极型半导体工艺的TTL电路速度快,但功耗和芯片面积较小。

随着技术和工艺水平的提升,又经常出现了HMOS(高密度、高速度MOS)和CHMOS工艺。CHMOS和HMOS工艺的融合。目前生产的CHMOS电路已超过LSTTL的速度,传输延迟时间大于2ns,它的综合优势已在于TTL电路。因而在单片机领域CMOS正在渐渐代替TTL电路。

低功耗化单片机的功耗已从Ma级,甚至1uA以下;用于电压在3~6V之间,几乎适应环境电池工作。低功耗简化的效应不仅是功耗较低,而且带给了产品的高可靠性、低抗干扰能力以及产品的便携化。低电压化完全所有的单片机都有WAIT、STOP等省电运营方式。

容许用于的电压范围更加长,一般在3~6V范围内工作。低电压供电的单片机电源上限已平均1~2V。目前0.8V供电的单片机早已问世。

高性能化主要是指更进一步改良CPU的性能,减缓指令运算的速度和提升系统控制的可靠性。使用精简指令集(RISC)结构和流水线技术,可以大幅度提高运营速度。现指令速度最高者已约100MIPS(MillionInstructionPerSeconds,即兆指令每秒),并强化了位处置功能、中断和定点掌控功能。

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这类单片机的运算速度比标准的单片机高达10倍以上。由于这类单片机有极高的指令速度,就可以用软件仿真其I/O功能,由此引进了虚拟世界外设的新概念。

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