A. 單片機概述
單片微型計算機 簡稱單片機 是指在一個晶元上的微型計算機 應用系統由硬體和軟體組成 部件包括CPU 存儲器 基本輸入輸出 介面電路定時計數器和中斷系統 其實他實質上是一個晶元
B. 單片機概念
單片機自動完成賦予它的任務的過程,也就是單片機執行程序的過程,即一條條執行的指令的過程,所謂指令就是把要求單片機執行的各種操作用的命令的形式寫下來,這是在設計人員賦予它的指令系統所決定的,一條指令對應著一種基本操作;單片機所能執行的全部指令,就是該單片機的指令系統,不同種類的單片機,其指令系統亦不同。為使單片機能自動完成某一特定任務,必須把要解決的問題編成一系列指令(這些指令必須是選定單片機能識別和執行的指令),這一系列指令的集合就成為程序,程序需要預先存放在具有存儲功能的部件——存儲器中。存儲器由許多存儲單元(最小的存儲單位)組成,就像大樓房有許多房間組成一樣,指令就存放在這些單元里,單元里的指令取出並執行就像大樓房的每個房間的被分配到了唯一一個房間號一樣,每一個存儲單元也必須被分配到唯一的地址號,該地址號稱為存儲單元的地址,這樣只要知道了存儲單元的地址,就可以找到這個存儲單元,其中存儲的指令就可以被取出,然後再被執行。 程序通常是順序執行的,所以程序中的指令也是一條條順序存放的,單片機在執行程序時要能把這些指令一條條取出並加以執行,必須有一個部件能追蹤指令所在的地址,這一部件就是程序計數器PC(包含在CPU中),在開始執行程序時,給PC賦以程序中第一條指令所在的地址,然後取得每一條要執行的命令,PC在中的內容就會自動增加,增加量由本條指令長度決定,可能是1、2或3,以指向下一條指令的起始地址,保證指令順序執行。 單片機介紹 單片微型計算機簡稱單片機,是典型的嵌入式微控制器(Microcontroller Unit),常用英文字母的縮寫MCU表示單片機,它最早是被用在工業控制領域。單片機由晶元內僅有CPU的專用處理器發展而來。最早的設計理念是通過將大量外圍設備和CPU集成在一個晶元中,使計算機系統更小,更容易集成進復雜的而對體積要求嚴格的控制設備當中。INTEL的Z80是最早按照這種思想設計出的處理器,從此以後,單片機和專用處理器的發展便分道揚鑣。 早期的單片機都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031,因為簡單可靠而性能不錯獲得了很大的好評。此後在8031上發展出了MCS51系列單片機系統。基於這一系統的單片機系統直到現在還在廣泛使用。隨著工業控制領域要求的提高,開始出現了16位單片機,但因為性價比不理想並未得到很廣泛的應用。90年代後隨著消費電子產品大發展,單片機技術得到了巨大提高。隨著INTEL i960系列特別是後來的ARM系列的廣泛應用,32位單片機迅速取代16位單片機的高端地位,並且進入主流市場。而傳統的8位單片機的性能也得到了飛速提高,處理能力比起80年代提高了數百倍。目前,高端的32位單片機主頻已經超過300MHz,性能直追90年代中期的專用處理器,而普通的型號出廠價格跌落至1美元,最高端[1]的型號也只有10美元。當代單片機系統已經不再只在裸機環境下開發和使用,大量專用的嵌入式操作系統被廣泛應用在全系列的單片機上。而在作為掌上電腦和手機核心處理的高端單片機甚至可以直接使用專用的Windows和Linux操作系統。 單片機比專用處理器更適合應用於嵌入式系統,因此它得到了最多的應用。事實上單片機是世界上數量最多的計算機。現代人類生活中所用的幾乎每件電子和機械產品中都會集成有單片機。手機、電話、計算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及滑鼠等電腦配件中都配有1-2部單片機。而個人電腦中也會有為數不少的單片機在工作。汽車上一般配備40多部單片機,復雜的工業控制系統上甚至可能有數百台單片機在同時工作!單片機的數量不僅遠超過PC機和其他計算的總和,甚至比人類的數量還要多。 單片機又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的晶元,而是把一個計算機系統集成到一個晶元上。相當於一個微型的計算機,和計算機相比,單片機只缺少了I/O設備。概括的講:一塊晶元就成了一台計算機。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發提供了便利條件。同時,學習使用單片機是了解計算機原理與結構的最佳選擇。 單片機內部也用和電腦功能類似的模塊,比如CPU,內存,並行匯流排,還有和硬碟作用相同的存儲器件,不同的是它的這些部件性能都相對我們的家用電腦弱很多,不過價錢也是低的,一般不超過10元即可......用它來做一些控制電器一類不是很復雜的工作足矣了。我們現在用的全自動滾筒洗衣機、排煙罩、VCD等等的家電裡面都可以看到它的身影!......它主要是作為控制部分的核心部件。
C. 單片機的簡介
單片機又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的晶元,而是把一個計算機系統集成到一個晶元上。相當於一個微型的計算機,和計算機相比,單片機只缺少了I/O設備。概括的講:一塊晶元就成了一台計算機。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發提供了便利條件。同時,學習使用單片機是了解計算機原理與結構的最佳選擇。
單片機的使用領域已十分廣泛,如智能儀表、實時工控、通訊設備、導航系統、家用電器等。各種產品一旦用上了單片機,就能起到使產品升級換代的功效,常在產品名稱前冠以形容詞——「智能型」,如智能型洗衣機等 。
D. 單片機是什麼
單片機是典型的嵌入式微控制器(Microcontroller Unit),由運算器,控制器,存儲器,輸入輸出設備等構成,相當於一個微型的計算機。與應用在個人電腦中的通用型微處理器相比,它更強調自供應(不用外接硬體)和節約成本。它的最大優點是體積小,可放在儀表內部,但存儲量小,輸入輸出介面簡單,功能較低。由於其發展非常迅速,舊的單片機的定義已不能滿足,所以在很多應用場合被稱為范圍更廣的微控制器;已經從上世紀80年代的4位、8位單片機,發展到現在的32位甚至64位的高速單片機。[1]
中文名
單片機
外文名
Microcontroller Unit
性質
嵌入式微控制器
優點
體積小、質量輕、價格便宜
組成
運算器、控制器、存儲器、輸入輸出設備
種類
3種
類別
電路晶元
相關概述
單片微型計算機簡稱單片機,是典型的嵌入式微控制器(Microcontroller Unit), 常用英文字母的縮寫MCU表示單片機。單片機又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的晶元,而是把一個計算機系統集成到一個晶元上。單片機由運算器,控制器,存儲器,輸入輸出設備構成,相當於一個微型的計算機(最小系統),和計算機相比,單片機缺少了外圍設備等。概括的講:一塊晶元就成了一台計算機。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發提供了便利條件。同時,學習使用單片機是了解計算機原理與結構的最佳選擇。它最早是被用在工業控制領域。
單片機
由於單片機在工業控制領域的廣泛應用,單片機由僅有CPU的專用處理器晶元發展而來。最早的設計理念是通過將大量外圍設備和CPU集成在一個晶元中,使計算機系統更小,更容易集成進復雜的而對體積要求嚴格的控制設備當中。
INTEL的8080是最早按照這種思想設計出的處理器,當時的單片機都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8051,此後在8051上發展出了MCS51系列單片機系統。因為簡單可靠而性能不錯獲得了很大的好評。盡管2000年以後ARM已經發展出了32位的主頻超過300M的高端單片機,直到現在基於8051的單片機還在廣泛的使用。在很多方面單片機比專用處理器更適合應用於嵌入式系統,因此它得到了廣泛的應用。事實上單片機是世界上數量最多處理器,隨著單片機家族的發展壯大,單片機和專用處理器的發展便分道揚鑣。
現代人類生活中所用的幾乎每件有電子器件的產品中都會集成有單片機。手機、電話、計算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及滑鼠等電子產品中都含有單片機。 汽車上一般配備40多片單片機,復雜的工業控制系統上甚至可能有數百片單片機在同時工作。
應用分類
單片機作為計算機發展的一個重要分支領域,根據發展情況,從不同角度單片機大致可以分為通用型/專用型、匯流排型/非匯流排型及工控型/家電型。
通用/專用型
這是按單片機適用范圍來區分的。例如,80C51是通用型單片機,它不是為某種專用途設計的;專用型單片機是針對一類產品甚至某一個產品設計生產的,例如為了滿足電子體溫計的要求,在片內集成ADC介面等功能的溫度測量控制電路。
匯流排型/非匯流排型
這是按單片機是否提供並行匯流排來區分的。匯流排型單片機普遍設置有並行地址匯流排、數據匯流排、控制匯流排,這些引腳用以擴展並行外圍器件都可通過串列口與單片機連接,另外,許多單片機已把所需要的外圍器件及外設介面集成一片內,因此在許多情況下可以不要並行擴展匯流排,大大減省封裝成本和晶元體積,這類單片機稱為非匯流排型單片機。
工控型/家用型
這是按照單片機大致應用的領域進行區分的。一般而言,工控型定址范圍大,運算能力強;用於家電的單片機多為專用型,通常是小封裝、低價格,外圍器件和外設介面集成度高。 顯然,上述分類並不是惟一的和嚴格的。例如,80C51類單片機既是通用型又是匯流排型,還可以作工控用。
相關歷史
單片機誕生於20世紀70年代末,經歷了SCM、MCU、SoC三大階段。
起初模型
單片機
SCM即單片微型計算機(Single Chip Microcomputer)階段,主要是尋求最佳的單片形態嵌入式系統的最佳體系結構。「創新模式」獲得成功,奠定了SCM與通用計算機完全不同的發展道路。在開創嵌入式系統獨立發展道路上,Intel公司功不可沒。
MCU即微控制器(Micro Controller Unit)階段,主要的技術發展方向是:不斷擴展滿足嵌入式應用時,對象系統要求的各種外圍電路與介面電路,突顯其對象的智能化控制能力。它所涉及的領域都與對象系統相關,因此,發展MCU的重任不可避免地落在電氣、電子技術廠家。從這一角度來看,Intel逐漸淡出MCU的發展也有其客觀因素。在發展MCU方面,最著名的廠家當數Philips公司。
Philips公司以其在嵌入式應用方面的巨大優勢,將MCS-51從單片微型計算機迅速發展到微控制器。因此,當我們回顧嵌入式系統發展道路時,不要忘記Intel和Philips的歷史功績。
SoC即嵌入式系統(System on Chip)尋求應用系統在晶元上的最大化解決使得專用單片機的發展自然形成了SoC化趨勢。隨著微電子技術、IC設計、EDA工具的發展,基於SoC的單片機應用系統設計會有越來越大的發展。因此,對單片機的理解可以從單片微型計算機、單片微控制器延伸到單片應用系統。
單片機發展史
1971年intel公司研製出世界上第一個4位的微處理器;Intel公司的霍夫研製成功世界上第一塊4位微處理器晶元Intel 4004,標志著第一代微處理器問世,微處理器和微機時代從此開始。因發明微處理器,霍夫被英國《經濟學家》雜志列為「二戰以來最有影響力的7位科學家」之一 。
1971年11月,Intel推出MCS-4微型計算機系統(包括4001 ROM晶元、4002 RAM晶元、4003移位寄存器晶元和4004微處理器 )其中4004包含2300個晶體管,尺寸規格為3mm×4mm,計算性能遠遠超過當年的ENIAC,最初售價為200美元。
1972年4月,霍夫等人開發出第一個8位微處理器Intel 8008。由於8008採用的是P溝道MOS微處理器,因此仍屬第一代微處理器。
1973年intel公司研製出8位的微處理器8080;1973年8月,霍夫等人研製出8位微處理器Intel 8080,以N溝道MOS電路取代了P溝道,第二代微處理器就此誕生。
主頻2MHz的8080晶元運算速度比8008快10倍,可存取64KB存儲器,使用了基於6微米技術的6000個晶體管,處理速度為0.64MIPS(Million Instructions Per Second )。
1975年4月,MITS發布第一個通用型Altair 8800,售價375美元,帶有1KB存儲器。這是世界上第一台微型計算機。
1976年intel公司研製出MCS-48系列8位的單片機,這也是單片機的問世。Zilog公司於1976年開發的Z80微處理器,廣泛用於微型計算機和工業自動控制設備。當時,Zilog、Motorola和Intel在微處理器領域三足鼎立。
20世紀80年代初,Intel公司在MCS-48系列單片機的基礎上,推出了MCS-51系列8位高檔單片機。MCS-51系列單片機無論是片內RAM容量,I/O口功能,系統擴展方面都有了很大的提高。
E. 現在主流單片機都有哪些
幾種主流單片機簡介
目前已投放市場的主要單片機產品多達70 多個系列,500多個品種。這其中還不包括那些系統或整機廠商定製的專用單片機,及針對專門業務、專門市場的單片機品種。這里僅對部分常見的和常用的單片機系列進行介紹。
(1)8051 單片機
最早由Intel 公司推出的8051/31 類單片機也是世界上用量最大的幾種單片機之一。由於Intel公司在嵌入式應用方面將重點放在186、386、奔騰等與PC 類兼容的高檔晶元的開發上,隨後Intel公司將80C51內核使用權以專利互換或出讓給世界許多著名IC製造廠商,如 Philips 、NEC、Atmel、AMD、Dallas、siemens、Fujutsu、OKI、華邦、LG等。在保特與80C51單片機兼容的基礎上,這些公司容入了自身的優勢,擴展了針對滿足不同測控對象要求的外圍電路,如滿足模擬量輸入的A/D、滿足伺服驅動的PWM、滿足高速輸入/輸出控制的HSL/HSO、滿足串列擴展匯流排I2C、保證程序可靠運行的的WDT、引入使用方便且價廉的Flash ROM等,開發出上百種功能各異的新品種。這樣80C51單片機就變成了眾多晶元製造廠商支持的大家族,統稱為80C51系列單片機。客觀事實表明,80C51已成為8位單片機的主流,成了事實上的標准MCU晶元。
(2)MOTOROLA 單片機
MOTOROLA 是世界上最大的單片機廠商,品種全、選擇餘地大、新產品多是其特點。在8 位機方面有68HC05 和升級產品68HC08。68HC05有30 多個系列,200 多個品種,產量已超過20 億片。16 位機68HC16 也有十多個品種。32位單片機的683XX 系列也有幾十個品種。MOTOROLA 單片機特點之一是在同樣速度下所用的時鍾頻率較Intel 類單片機低得多,因而使得高頻雜訊低、抗干擾能力強,更適合用於工業控制領域及惡劣的環境。
(3)Microchip 單片機
Microchip單片機是市場份額增長最快的單片機。它的主要產品是16C系列8位單片機,CPU 採用RISC 結構,僅33 條指令,其高速度,低電壓,低功耗,大電流LCD 驅動能力和低價位OTP 技術等都體現出單片機產業的發展新趨勢。且以低價位著稱,一般單片機價格都在一美元以下。由美國Microchip 公司推出的PIC 單片機系列產品,已有三種系列多種型號的產品問世,從電腦的外設,家電控制,電訊通信,智能儀器,汽車電子到金融電子的各個領域都得到廣泛的應用。Microchip 單片機沒有掩膜產品,全都是OTP 器件(近年已推出FLASH型單片機——編者注)。Microchip 強調節約成本的最優化設計、使用量大、檔次低、價格敏感的產品。
(4)Atmel 單片機
ATMEL 公司的90 系列單片機是增強 RISC內載 Flash 的單片機,通常簡稱為 AVR 單片機,90 系列單片機是基於新的精簡指令RISC 結構的。這種結構是在90 年代開發出來的綜合了半導體集成技術和軟體性能的新結構,這種結構使得在8 位微處理器市場上AVR 單片機具有最高 MIPS mw 能力
(5)NEC 單片機
NEC 單片機自成體系,以8 位單片機78K 系列產量最高,也有16 位、32位單片機。16位以上單片機採用內部倍頻技術,以降低外時鍾頻率。有的單片機採用內置操作系統。NEC的銷售策略著重於服務大客戶,並投入相當大的技術力量幫助大客戶開發產品。
(6)東芝單片機
東芝單片機從4 位單片機到64 位單片機,門類齊全。4位機在家電領域仍有較大的市場。8 位機主要有870 系列、90 系列等,該類單片機允許使用慢模式,採用32K 時鍾時功耗低至10uA 數量級。CPU內部多組寄存器的使用,使得中斷響應與處理更加快捷。東芝的32位單片機採用MIPS3000A RISC的CPU結構,面向VCD、數字相機、圖像處理等市場。
(7)富士通單片機
富士通有8 位、16位和32 位單片機,其中8 位單片機主要有3V 產品和5V 產品,3V產品應用於消費類及便攜設備,如空調、洗衣機、冰箱、電表、小家電等,5V產品應用於工業及汽車電子。8位單片機有8L 和8FX 兩個系列,是市場上最常見的兩個系列。16位主流單片機有MB90F387,MB90F462,MB90F548,MB90F428 等,這些單片機主要是採用64腳或100 腳QFP 封裝,1路或多路CAN 匯流排,並可外擴匯流排,適用於電梯、汽車電子車身控制及工業控制等。32位單片機採用RISC 結構,主要產品有MB91101A,它採用100 腳QFP 封裝,超低成本,可外擴匯流排,適用於POS 機、銀行稅控列印機等;MB91F362GA,208 腳QFP 封裝,CAN 匯流排,可外擴匯流排,適用於電力及工業控制等;MB91F364GA,120 腳LQFP 封裝,CAN 匯流排,I2C等豐富通訊介面,支持低成本的在線模擬技術(AccemiCMDE),廣泛適用於要求高性能低成本的各種應用。富士通公司注重於服務大公司、大客戶,幫助大客戶開發產品。
自單片機在上世紀70 年代產生以來,在短短幾十年的時間內得到了飛速的發展,隨著工藝技術及技術的不斷發展,新的單片機將會不斷出現。
F. 什麼是單片機
單片機是一種集成在電路晶元,是採用超大規模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器CPU隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統、定時器/計時器等功能(可能還包括顯示驅動電路、脈寬調制電路、模擬多路轉換器、A/D轉換器等電路)集成到一塊矽片上構成的一個小而完善的計算機系統。
單片機介紹
單片機也被稱為微控制器(Microcontroller Unit),常用英文字母的縮寫MCU表示單片機,它最早是被用在工業控制領域。單片機由晶元內僅有CPU的專用處理器發展而來。最早的設計理念是通過將大量外圍設備和CPU集成在一個晶元中,使計算機系統更小,更容易集成進復雜的而對體積要求嚴格的控制設備當中。INTEL的Z80是最早按照這種思想設計出的處理器,從此以後,單片機和專用處理器的發展便分道揚鑣。 早期的單片機都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031,因為簡單可靠而性能不錯獲得了很大的好評。此後在8031上發展出了MCS51系列單片機系統。基於這一系統的單片機系統直到現在還在廣泛使用。隨著工業控制領域要求的提高,開始出現了16位單片機,但因為性價比不理想並未得到很廣泛的應用。90年代後隨著消費電子產品大發展,單片機技術得到了巨大提高。隨著INTEL i960系列特別是後來的ARM系列的廣泛應用,32位單片機迅速取代16位單片機的高端地位,並且進入主流市場。而傳統的8位單片機的性能也得到了飛速提高,處理能力比起80年代提高了數百倍。目前,高端的32位單片機主頻已經超過300MHz,性能直追90年代中期的專用處理器,而普通的型號出廠價格跌落至1美元,最高端[1]的型號也只有10美元。當代單片機系統已經不再只在裸機環境下開發和使用,大量專用的嵌入式操作系統被廣泛應用在全系列的單片機上。而在作為掌上電腦和手機核心處理的高端單片機甚至可以直接使用專用的Windows和Linux操作系統。 單片機比專用處理器更適合應用於嵌入式系統,因此它得到了最多的應用。事實上單片機是世界上數量最多的計算機。現代人類生活中所用的幾乎每件電子和機械產品中都會集成有單片機。手機、電話、計算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及滑鼠等電腦配件中都配有1-2部單片機。而個人電腦中也會有為數不少的單片機在工作。汽車上一般配備40多部單片機,復雜的工業控制系統上甚至可能有數百台單片機在同時工作!單片機的數量不僅遠超過PC機和其他計算的總和,甚至比人類的數量還要多。 單片機又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的晶元,而是把一個計算機系統集成到一個晶元上。相當於一個微型的計算機,和計算機相比,單片機只缺少了I/O設備。概括的講:一塊晶元就成了一台計算機。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發提供了便利條件。同時,學習使用單片機是了解計算機原理與結構的最佳選擇。 單片機內部也用和電腦功能類似的模塊,比如CPU,內存,並行匯流排,還有和硬碟作用相同的存儲器件,不同的是它的這些部件性能都相對我們的家用電腦弱很多,不過價錢也是低的,一般不超過10元即可......用它來做一些控制電器一類不是很復雜的工作足矣了。我們現在用的全自動滾筒洗衣機、排煙罩、VCD等等的家電裡面都可以看到它的身影!......它主要是作為控制部分的核心部件。 它是一種在線式實時控制計算機,在線式就是現場控制,需要的是有較強的抗干擾能力,較低的成本,這也是和離線式計算機的(比如家用PC)的主要區別。單片機晶元單片機是靠程序運行的,並且可以修改。通過不同的程序實現不同的功能,尤其是特殊的獨特的一些功能,這是別的器件需要費很大力氣才能做到的,有些則是花大力氣也很難做到的。一個不是很復雜的功能要是用美國50年代開發的74系列,或者60年代的CD4000系列這些純硬體來搞定的話,電路一定是一塊大PCB板!但是如果要是用美國70年代成功投放市場的系列單片機,結果就會有天壤之別!只因為單片機的通過你編寫的程序可以實現高智能,高效率,以及高可靠性! 由於單片機對成本是敏感的,所以目前占統治地位的軟體還是最低級匯編語言,它是除了二進制機器碼以上最低級的語言了,既然這么低級為什麼還要用呢?很多高級的語言已經達到了可視化編程的水平為什麼不用呢?原因很簡單,就是單片機沒有家用計算機那樣的CPU,也沒有像硬碟那樣的海量存儲設備。一個可視化高級語言編寫的小程序裡面即使只有一個按鈕,也會達到幾十K的尺寸!對於家用PC的硬碟來講沒什麼,可是對於單片機來講是不能接受的。 單片機在硬體資源方面的利用率必須很高才行,所以匯編雖然原始卻還是在大量使用。一樣的道理,如果把巨型計算機上的操作系統和應用軟體拿到家用PC上來運行,家用PC的也是承受不了的。 可以說,二十世紀跨越了三個「電」的時代,即電氣時代、電子時代和現已進入的電腦時代。不過,這種電腦,通常是指個人計算機,簡稱PC機。它由主機、鍵盤、顯示器等組成。還有一類計算機,大多數人卻不怎麼熟悉。這種計算機就是把智能賦予各種機械的單片機(亦稱微控制器)。顧名思義,這種計算機的最小系統只用了一片集成電路,即可進行簡單運算和控制。因為它體積小,通常都藏在被控機械的「肚子」里。它在整個裝置中,起著有如人類頭腦的作用,它出了毛病,整個裝置就癱瘓了。現在,這種單片機的使用領域已十分廣泛,如智能儀表、實時工控、通訊設備、導航系統、家用電器等。各種產品一旦用上了單片機,就能起到使產品升級換代的功效,常在產品名稱前冠以形容詞——「智能型」,如智能型洗衣機等。現在有些工廠的技術人員或其它業余電子開發者搞出來的某些產品,不是電路太復雜,就是功能太簡單且極易被仿製。究其原因,可能就卡在產品未使單片機歷史
單片機誕生於20世紀70年代末,經歷了SCM、MCU、SoC三大階段。
起初模型
1.SCM即單片微型計算機(Single Chip Microcomputer)階段,主要是尋求最佳的單片形態嵌入式系統的最佳體系結構。「創新模式」獲得成功,奠定了SCM與通用計算機完全不同的發展道路。在開創嵌入式系統獨立發展道路上,Intel公司功不可沒。Micro Controller Unit2.MCU即微控制器(Micro Controller Unit)階段,主要的技術發展方向是:不斷擴展滿足嵌入式應用時,對象系統要求的各種外圍電路與介面電路,突顯其對象的智能化控制能力。它所涉及的領域都與對象系統相關,因此,發展MCU的重任不可避免地落在電氣、電子技術廠家。從這一角度來看,Intel逐漸淡出MCU的發展也有其客觀因素。在發展MCU方面,最著名的廠家當數Philips公司。 Philips公司以其在嵌入式應用方面的巨大優勢,將MCS-51從單片微型計算機迅速發展到微控制器。因此,當我們回顧嵌入式系統發展道路時,不要忘記Intel和Philips的歷史功績。
嵌入式系統
單片機是嵌入式系統的獨立發展之路,向MCU階段發展的重要因素,就是尋求應用系統在晶元上的最大化解決;因此,專用單片機的發展自然形成了SoC化趨勢。隨著微電子技術、IC設計、EDA工具的發展,基於SoC的單片機應用系統設計會有較大的發展。因此,對單片機的理解可以從單片微型計算機、單片微控制器延伸到單片應用系統。
[編輯本段]單片機的應用領域
目前單片機滲透到我們生活的各個領域,幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。導彈的導航裝置,飛機上各種儀表的控制,計算機的網路通訊與數據傳輸,工業自動化過程的實時控制和數據處理,廣泛使用的各種智能IC卡,民用豪華轎車的安全保障系統,錄像機、攝像機、全自動洗衣機的控制,以及程式控制玩具、電子寵物等等,這些都離不開單片機。更不用說自動控制領域的機器人、智能儀表、醫療器械了。因此,單片機的學習、開發與應用將造就一批計算機應用與智能化控制的科學家、工程師。 單片機廣泛應用於儀器儀表、家用電器、醫用設備、航空航天、專用設備的智能化管理及過程式控制制等領域,大致可分如下幾個范疇: 1.在智能儀器儀表上的應用 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點,廣泛應用於儀器儀表中,結合不同類型的感測器,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、硬度、元素、壓力等物理量的測量。採用單片機控制使得儀器儀表數字化、智能化、微型化,且功能比起採用電子或數字電路更加強大。例如精密的測量設備(功率計,示波器,各種分析儀)。 2.在工業控制中的應用 用單片機可以構成形式多樣的控制系統、數據採集系統。例如工廠流水線的智能化管晶元理,電梯智能化控制、各種報警系統,與計算機聯網構成二級控制系統等。 3.在家用電器中的應用 可以這樣說,現在的家用電器基本上都採用了單片機控制,從電飯褒、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,五花八門,無所不在。 4.在計算機網路和通信領域中的應用 現代的單片機普遍具備通信介面,可以很方便地與計算機進行數據通信,為在計算機網路和通信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,電話機、小型程式控制交換機、樓宇自動通信呼叫系統、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的行動電話,集群移動通信,無線電對講機等。 5.單片機在醫用設備領域中的應用 單片機在醫用設備中的用途亦相當廣泛,例如醫用呼吸機,各種分析儀,監護儀,超聲診斷設備及病床呼叫系統等等。 6.在各種大型電器中的模塊化應用 某些專用單片機設計用於實現特定功能,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,微縮在純電子晶元中(有別於磁帶機的原理),就需要復雜的類似於計算機的原理。如:音樂信號以數字的形式存於存儲器中(類似於ROM),由微控制器讀出,轉化為模擬音樂電信號(類似於音效卡)。 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,也方便於更換。 7.單片機在汽車設備領域中的應用 單片機在汽車電子中的應用非常廣泛,例如汽車中的發動機控制器,基於CAN匯流排的汽車發動機智能電子控制器,GPS導航系統,abs防抱死系統,制動系統等等。 此外,單片機在工商,金融,科研、教育,國防航空航天等領域都有著十分廣泛的用途。用單片機或其它可編程邏輯器件上。
G. 單片機有哪些類型啊請知道的人列舉一些種類,並介紹一下它們的特點。
經典的:
1、51單片機
2、61單片機
3、AVR單片機
4、430超低功耗單片機
5、PIC單片機
6、飛思卡爾的單片機
7、英飛凌的單片機
1.8051 單片機
最早有Intel公司推出8051/31類單片機,也是世界上使用量最大的幾種單片機之一.由於Intel
公司將重點放在186,386,奔騰等與PC類兼容的高檔晶元開發上,8051類單片機主要有Philips,
三星,華幫等公司接手.這些公司在保持與8051單片機兼容基礎改善了8051的許多特點.提高
了速度,降低了時鍾頻率,放寬了電源電壓的動態范圍,降低了產品價格.
2.Atmel 單片機:
ATMEL 公司是世界上著名的高性能低功耗非易失性存儲器和數字集成電路的一流半導體
製造公司ATMEL 公司最令人注目的是它的EEPROM 電可擦除技術閃速存儲器技術和質量
高可靠性的生產技術在CMOS 器件生產領域中ATMEL 的先進設計水平優秀的生產工藝及
封裝技術一直處於世界的領先地位這些技術用於單片機生產使單片機也具有優秀的品質在
結構性能和功能等方面都有明顯的優勢ATMEL 公司的單片機是目前世界上一種獨具特色
而性能卓越的單片機它在計算機外部設備通訊設備自動化工業控制宇航設備儀器儀表和各
種消費類產品中都有著廣泛的應用前景.其生產的AT90系列是增強型RISC內載FLASH單片
機,通常稱為AVR系列.AT91M系列是基於ARM7TDMI 嵌入式處理器的ATMEL 16/32 微處
理器系列中的一個新成員該處理器用高密度的16 位指令集實現了高效的32 位 RISC 結構
且功耗很低.另外ATMAL的增強型51系列單片機目前在市場上仍然十分流行,其中AT89S51
十分活躍.
3.Microchip 單片機:
Microchip 單片機是市場份額增長最快的單片機.他的主要產品是 16C 系列 8 位單片機,CPU
採用 RISC 結構,僅 33 條指令,運行速度快,且以低價位著稱,一般單片機價格都在 1 美元以
下.Microchip 單片機沒有掩膜產品,全部都是 OTP 器件(現已推出 FLASH 型單片
機).Microchip 強調節約成本的最優化設計,是使用量大,檔次低,價格敏感的產品.
4.TI 公司的 MSP430 系列單片機:
MSP430 系列單片機是由 TI公司開發的 16 位單片機。其突出特點是超低功耗,非常適合於
各種功率要求低的場合。有多個系列和型號,分別由一些基本功能模塊按不同的應用目標組
合而成。典型應用是流量計、智能儀表、醫療設備和保安系統等方面。由於其較高的性能價
格比,應用已日趨廣泛。
5.凌陽單片機:
中國台灣凌陽科技股份有限公司(Sunplus Technology CO. LTD)至力於8位和16位機的開發.
SPMC65 系列單片機是凌陽主推產品,採用 8 位SPMC65 CPU 內核,並圍繞這個通用的CPU
內核,形成了不同的片內資源的一系列產品。在系列晶元中相同的片內硬體功能模塊具有相
同的資源特點;不同型號的晶元只是對片內資源進行刪減.其最大的特點就是超強抗干擾. 廣泛應用於家用電器、工業控制、儀器儀表、安防報警、計算機外圍等領域。SPMC75 系列
單片機內核採用凌陽科技自主知識產權的μ' nSP(Microcontroller and Signal Processor)16 位
微處理器SPMC75 系列單片機集成了多種功能模塊:多功能 I/O 口、串列口、 ADC 、定
時計數器等常硬體模塊,以及 能產生電機驅動波形的 PWM 發生器 、多功能的捕獲比較
模塊、 BLDC 電機驅動專用位置偵測介面、兩相增量編碼器介面等特殊硬設,主要用於變
頻馬達驅動控制。 SPMC75 系列單片機具有很強的抗干擾能力,廣泛應用於變頻家電、變
頻器、工業控制等控制領域.
6.Motorola 單片機:
Motorola是世界上最大的單片機廠商,品種全,選擇餘地大,新產品多,在8位機方面有68HC05
和升級產品68HC08,68HC05有30多個系列200多個品種,產量超過20億片.8位增強型單片
機68HC11也有30多個品種,年產量1億片以上,升級產品有68HC12.16位單片機68HC16也
有十多個品種.32位單片機683XX系列也有幾十個品種.近年來以PowerPC,Codfire,M.CORE
等作為 CPU,用 DSP 作為輔助模塊集成的單片機也紛紛推出,目前仍是單片機的首選品
牌.Motorola單片機特點之一是在同樣的速度下所用的時鍾較 Intel 類單片機低的多因而使得
高頻雜訊低,抗干擾能力強,更適合用於工控領域以及惡劣環境.Motorola 8 位單片機過去策略
是掩膜為主,最近推出OTP計劃以適應單片機的發展,在32位機上,M.CORE在性能和功耗上
都勝過 ARM7.
7.Zilog 單片機:
Z8 單片機是該公司的產品,採用多累加器結構,有較強中斷處理能力.產品為 OTP 型,Z8 單片
機的開發工具可以說是物美價廉.Z8 單片機以低價位的優勢面向低端應用,以18引腳封裝位
主,ROM 位 0.5~2KB.最近 Zilog 公司又推出了 Z86 系列單片機,該系列內部集成廉價的 DSP
單元.
8.Scenix單片機:
Scenix單片機(Ubicom公司)的I/O模塊最有創意.I/O模塊的集成與組合技術是單片機技術不可缺少的重要
方面.除傳統的I/O功能模塊如並行I/O,URT,SPI,I2C,A/D,PWM,PLL,DTMF等,新的I/O模塊不
斷出現,如USB,CAN,J1850,最具代表的是Motorola 32 位單片機,它集成了包括各種通信協議
在內的I/O模塊,而Scenix單片機在I/O模塊的處理上引入了虛擬I/O的概念. Scenix單片機採用
了RISC結構的CPU,使CPU最高工作頻率達50MHz.運算速度接近50MIPS.有了強有力的CPU,
各種I/O功能便可以用軟體的辦法模擬.單片機的封裝採用 20/28 引腳.公司提供各種I/O的庫
函數,用於實現各種I/O模塊的功能.這些軟體完成的模塊包括多路UART,多種A/D,PWM,SPI,DTMF,FSK,LCD驅動等,這些都是通常用硬體實現起來相當復雜的模塊.
9.NEC單片機:
NEC 單片機自成體系,以 8 位機 78K 系列產量最高,也有 16 位,32 位單片機.16 位單片機採用
內部倍頻技術,以降低外時鍾頻率.有的單片機採用內置操作系統.NEC 的銷售策略注重服務
大客戶,並投入相當大的技術力量幫助大客戶開發新產品.
10.東芝單片機:
東芝單片機從 4 位倒 64 位,門類齊全.4 位機在家電領域仍有較大市場.8 位機主要有 870 系
列,90 系列等.該類單片機允許使用慢模式,採用 32KHz 時鍾功耗低至 10uA數量級.CPU 內部
多組寄存器的使用,使得中斷響應與處理更加快捷.東芝公司的32位機採用MIPS3000 ARISC
的 CPU結構,面向 VCD,數字相機,圖象處理市場.
11.富士通單片機:
富士通也有 8 位,16 位和 32 位單片機,但是 8 位機使用的是 16 位的 CPU 內核.也就是說 8 位
機與16位機指令相同,使得開發比較容易.8位機有名是MB8900系列,16位機有MB90系列.
富士通注重服務大公司,大客戶,幫助大客戶開發產品.
12.Epson 單片機:
Epson(日本愛普生)公司以擅長製造液晶顯示器著稱,故Epson單片機主要為該公司生產的LCD配套.其單
片機的LCD驅動做的特別好.在低電壓,低功耗方面也很有特色.目前0.9V供電的單片機已經
上市,不久 LCD顯示手錶將使用 0.5V供電.
13.NS單片機:
COP8 單片機是美國國家半導體公司的產品,該公司以生產先進的模擬電路著稱,能生產高水
平的數字模擬混合電路.COP8 單片機內部集成了 16 位 A/D,這在單片機中是不多見的.COP8
單片機內部使用了 EMI 電路,在」看門狗」電路以及 STOP 方式下的喚醒方式都有獨到之處.此
外,COP8 的程序加密也做的非常好.
14.STC 單片機:
STC單片機完全兼容51單片機,並有其獨到之處,其抗干擾性強,加密性強,超低功耗,可以遠程
升級,內部有 MAX810 專用復位電路,價格也較便宜,由於這些特點使得 STC 系列單片機的應
用日趨廣泛.
15.三星單片機:
三星單片機有 KS51 和 KS57 系列 4 位單片機,KS86 和 KS88 系列 8 位單片機,KS17 系列 16
位單片機和KS32系列32位單片機,三星還為ARM公司生產ARM單片機,常見的S344b0等.
三星單片機為 OTP型 ISP 在片編程功能.
16.華幫單片機:
華幫單片機屬於8051類單片機,它們的W78系列與標準的8051兼容,W77系列為增強型51,
對8051的時序做了改進.同樣時鍾下速度快了不少.在4位機上華幫有921系列,帶LCD驅動
的 741 系列.在 32 位機方面,華幫使用了惠普公司 PA-RISC 單片機技術,生產低位 32 位 RISC
單片機.
17. SST 單片機:
美國 SST 公司推出的 SST89 系列單片機為標準的 51 系列單片機,包括 SST89E/V52RD2,
SST89E/V54RD2,SST89E/V58RD2,SST89E/V554RC,SST89E/V564RD等.它與8052系列單片
機兼容.提供系統在線編程(ISP 功能).內部 flash 擦寫次數 1 萬次以上,程序保存時間可達 100
年.
H. 常用單片機的型號
常用單片機的型號有8 位單片機、16位單片機、32位單片機。
1、8 位單片機
這類單片機的控制功能較強,品種最為齊全,由於其片內資源豐富和功能強大,主要在工業控制、智能儀表、家用電器和辦公自動化系統中應用。
2、16位單片機
CPU是16 位的,運算速度普遍高於8 位機,有的單片機的定址能力高達1MB,片內含有A/D 和D/A轉換電路,支持高級語言。
3、32位單片機
32位單片機的字長為32位,是單片機的頂級產品,具有極高的運算速度。代表產品有Intel公司的MCS-80960系列、Motorola公司的M68300系列、Hitachi公司的Super H(簡稱SH)系列等。
(8)單片機介紹大全擴展閱讀
單片機的特點
1、低功耗3種低功耗模式
休眠,停止,待機模式。為RTC和備份寄存器供電的VBAT。
2、調試模式
串列調試(SWD)和JTAG介面。
3、DMA
12通道DMA控制器。支持的外設:定時器,ADC,DAC,SPI,IIC和UART。3個12位的us級的A/D轉換器(16通道)
4、A/D測量范圍
0-3.6V。雙采樣和保持能力。片上集成一個溫度感測器。
I. 單片機是什麼東西、給個具體介紹!
可以說單片機就是一台微電腦,它內部有CPU,內存,flash(相當於硬碟),只不過跟現在的電腦比起來它很低端而已,只有8位數據匯流排,但它體積小,功耗低,可以根據你的程序「辦事」。所以現在一般電器里都有單片機。
J. 常見的單片機有哪些類型
最最常見的是51系列單片機,其次還有AVR單片機,飛思卡爾的 ,還有FPGA,DSP,ARM等,都算是單片機吧