❶ 單片機的發展發展方向
轉自:嵌入開發技術論壇
計算機系統的發展已明顯地朝三個方向發展;這三個方向就是:巨型化,單片化,網路化。以解決復雜系統計算和高速數據處理的仍然是巨型機在起作用,故而,巨型機在目前在朝高速及處理能力的方向努力。單片機在出現時,Intel公司就給其單片機取名為嵌入式微控制器(embedded microcontroller)。單片機的最明顯的優勢,就是可以嵌入到各種儀器、設備中。這一點是巨型機和網路不可能做到的。
在本文,介紹單片機的最新技術進步,包括數字單片機的工藝及技術,模糊單片機的工藝及技術,單片機的可靠性技術,以及以單片機為核心的嵌入式系統。
數字單片機的技術發展
數字單片機的技術進步反映在內部結構、功率消耗、外部電壓等級以及製造工藝上。在這幾方面,較為典型地說明了數字單片機的水平。在目前,用戶對單片機的需要越來越多,但是,要求也越來越高。下面分別就這四個方面說明單片機的技術進步狀況。
1、 內部結構的進步
單片機在內部已集成了越來越多的部件,這些部件包括一般常用的電路,例如:定時器,比較器,A/D轉換器,D /A轉換器,串列通信介面,Watchdog電路,LCD控制器等。
有的單片機為了構成控制網路或形成局部網,內部含有局部網路控制模塊CAN。例如,Infineon公司的C 505C,C515C,C167CR,C167CS-32FM,81C90;Motorola公司的68HC08AZ 系列等。特別是在單片機C167CS-32FM中,內部還含有2個CAN。因此,這類單片機十分容易構成網路。特別是在控制,系統較為復雜時,構成一個控制網路十分有用。
為了能在變頻控制中方便使用單片機,形成最具經濟效益的嵌入式控制系統。有的單片機內部設置了專門用於變頻控制的脈寬調制控制電路,這些單片機有Fujitsu公司的MB89850系列、MB89860系列;Motorola 公司的MC68HC08MR16、MR24等。在這些單片機中,脈寬調制電路有6個通道輸出,可產生三相脈寬調制交流電壓,並內部含死區控制等功能。
特別引人注目的是:現在有的單片機已採用所謂的三核(TrCore)結構。這是一種建立在系統級晶元(System on a chip)概念上的結構。這種單片機由三個核組成:一個是微控制器和DSP核,一個是數據和程序存儲器核,最後一個是外圍專用集成電路(ASIC)。這種單片機的最大特點在於把DSP和微控制器同時做在一個片上。雖然從結構定義上講,DSP是單片機的一種類型,但其作用主要反映在高速計算和特殊處理如快速傅立葉變換等上面。把它和傳統單片機結合集成大大提高了單片機的功能。這是目前單片機最大的進步之一。這種單片機最典型的有Infineon公司的TC10GP;Hitachi公司的SH7410,SH7612等。這些單片機都是高檔單片機,MCU都是32位的,而DSP採用16或32位結構,工作頻率一般在60MHz以上。
2、 功耗、封裝及電源電壓的進步
現在新的單片機的功耗越來越小,特別是很多單片機都設置了多種工作方式,這些工作方式包括等待,暫停,睡眠,空閑,節電等工作方式。Philips公司的單片機P87LPC762是一個很典型的例子,在空閑時,其功耗為1.5 mA,而在節電方式中,其功耗只有0.5mA。而在功耗上最令人驚嘆的是TI公司的單片機MSP430系列,它是一個 16位的系列,有超低功耗工作方式。它的低功耗方式有LPM1、LPM3、LPM4三種。當電源為3V時,如果工作於 LMP1方式,即使外圍電路處於活動,由於CPU不活動,振盪器處於1~4MHz,這時功耗只有50?A。在LPM3 時,振盪器處於32kHz,這時功耗只有1.3?A。在LPM4時,CPU、外圍及振盪器32kHz都不活動,則功耗只有0.1?A。
現在單片機的封裝水平已大大提高,隨著貼片工藝的出現,單片機也大量採用了各種合符貼片工藝的封裝方式出現,以大量減少體積。在這種形勢中,Microchip公司推出的8引腳的單片機特別引人注目。這是PIC12CXXX系列。它含有0.5~2K程序存儲器,25~128位元組數據存儲器,6個I/O埠以及一個定時器,有的還含4道A/D ,完全可以滿足一些低檔系統的應用。擴大電源電壓范圍以及在較低電壓下仍然能工作是今天單片機發展的目標之一。目前,一般單片機都可以在3.3~5.5V的條件下工作。而一些廠家,則生產出可以在2.2~6V的條件下工作的單片機。這些單片機有Fujitsu公司的MB89191~89195,MB89121~125A,MB89130系列等,應該說該公司的F2MC-8L系列單片機絕大多數都滿足2.2~6V的工作電壓條件。而TI公司的MSP430X11X系列的工作電壓也是低達2.2V的。
3、 工藝上的進步
現在的單片機基本上採用CMOS技術,但已經大多數採用了0.6?m以上的光刻工藝,有個別的公司,如Motorola公司則已採用0.35?m甚至是0.25?m技術。這些技術的進步大大地提高了單片機的內部密度和可靠性。
以單片機為核心的嵌入式系統
單片機的另外一個名稱就是嵌入式微控制器,原因在於它可以嵌入到任何微型或小型儀器或設備中。目前,把單片機嵌入式系統和Internet連接已是一種趨勢。但是,Internet一向是一種採用肥伺服器,瘦用戶機的技術。這種技術在互聯上存儲及訪問大量數據是合適的,但對於控制嵌入式器件就成了"殺雞用牛刀"了。要實現嵌入式設備和Int ernet連接,就需要把傳統的Internet理論和嵌入式設備的實踐都顛倒過來。為了使復雜的或簡單的嵌入式設備,例如單片機控制的機床、單片機控制的門鎖,能切實可行地和Internet連接,就要求專門為嵌入式微控制器設備設計網路伺服器,使嵌入式設備可以和Internet相連,並通過標准網路瀏覽器進行過程式控制制。
目前,為了把單片機為核心的嵌入式系統和Internet相連,已有多家公司在進行這方面的較多研究。這方面較為典型的有emWare公司和TASKING公司。
EmWare公司提出嵌入式系統入網的方案--EMIT技術。這個技術包括三個主要部分:即emMicro, emGateway和網路瀏覽器。其中,emMicro是嵌入設備中的一個只佔內存容量1K位元組的極小的網路伺服器; emGateway作為一個功能較強的用戶或伺服器,它用於實現對多個嵌入式設備的管理,還有標準的Internet 通信接入以及網路瀏覽器的支持。網路瀏覽器使用emObjicts進行顯示和嵌入式設備之間的數據傳輸。
如果嵌入式設備的資源足夠,則emMicro和emGateway可以同時裝入嵌入式設備中,實現Inter net的直接接入。否則,將要求emGateway和網路瀏覽器相互配合。EmWare的EMIT軟體技術使用標準的 Internet協議對8位和16位嵌入式設備進行管理,但比傳統上的開銷小得多。
目前,單片機應用中提出了一個新的問題:這就是如何使8位、16位單片機控制的產品,也即嵌入式產品或設備能實現和互聯網互連?
TASKING公司目前正在為解決這個問題提供了途徑。該公司已把emWare的EMIT軟體包和有關的軟體配套集成,形成一個集成開發環境,向用戶提供開發方便。嵌入互聯網聯盟ETI(embed the Internet Consortium)正在緊密合作,共同開發嵌入式Internet的解決方案。在不久將會有成果公布。
單片機應用的可靠性技術發展
在單片機應用中,可靠性是首要因素為了擴大單片機的應用范圍和領域,提高單片機自身的可靠性是一種有效方法。近年來,單片機的生產廠家在單片機設計上採用了各種提高可靠性的新技術,這些新技術表現在如下幾點:
1、 EFT(Ellectrical Fast Transient)技術
EFT技術是一種抗干擾技術,它是指在振盪電路的正弦信號受到外界干擾時,其波形上會迭加各種毛刺信號,如果使用施密特電路對其整形,則毛刺會成為觸發信號干擾正常的時鍾,在交替使用施密特電路和RC濾波電路時,就可以消除這些毛否則令其作用失效,從而保證系統的時鍾信號正常工作。這樣,就提高了單片機工作的可靠性。Motorola公司的 MC68HC08系列單片機就採用了這種技術。
2、 低雜訊布線技術及驅動技術
在傳統的單片機中,電源及地線是在集成電路外殼的對稱引腳上,一般是在左上、右下或右上、左下的兩對對稱點上。這樣,就使電源雜訊穿過整塊晶元,對單片機的內部電路造成干擾。現在,很多單片機都把地和電源引腳安排在兩條相鄰的引腳上。這樣,不僅降低了穿過整個晶元的電流,另外還在印製電路板上容易布置去耦電容,從而降低系統的雜訊。
現在為了適應各種應用的需要,很多單片機的輸出能力都有了很大提高,Motorola公司的單片機I/O口的灌拉電流可達8mA以上,而Microchip公司的單片機可達25mA。其它公司:AMD,Fujitsu,NEC ,Infineon,Hitachi,Ateml,Tosbiba等基本上可達8~20mA的水平。這些電流較大的驅動電路集成到晶元內部在工作時帶來了各種雜訊,為了減少這種影響,現在單片機採用多個小管子並聯等效一個大管子的方法,並在每個小管子的輸出端串上不同等效阻值的電阻,以降低di/dt,這也就是所謂"跳變沿軟化技術",從而消除大電流瞬變時產生的雜訊。
3、 採用低頻時鍾
高頻外時鍾是雜訊源之一,不僅能對單片機應用系統產生干擾,還會對外界電路產生干擾,令電磁兼容性不能滿足要求。對於要求可靠性較高的系統,低頻外時鍾有利於降低系統的雜訊。在一些單片機中採用內部瑣相環技術,則在外部時鍾較低時,也能產生較高的內部匯流排速度,從而保證了速度又降低了雜訊。Motorola公司的MC68HC08系列及其1 6/32位單片機就採用了這種技術以提高可靠性。
結束語
單片機在目前的發展形勢下,表現出幾大趨勢:
·可靠性及應用越來越水平高和互聯網連接已是一種明顯的走向。
·所集成的部件越來越多;NS(美國國家半導體)公司的單片機已把語音、圖象部件也集成到單片機中,也就是說,單片機的意義只是在於單片集成電路,而不在於其功能了;如果從功能上講它可以講是萬用機。原因是其內部已集成上各種應用電路。
·功耗越來越低和模擬電路結合越來越多。
隨著半導體工藝技術的發展及系統設計水平的提高,單片機還會不斷產生新的變化和進步,最終人們可能發現:單片機與微機系統之間的距離越來越小,甚至難以辨認。
※ 作 者: lovexuan 2000-10-30 9:47:20 ※
❷ 單片機的發展方向如何
還可以 最好是底層驅動或是上層的嵌入式開發
❸ 單片機學習方向問題
學習單片機,意味著你跨入電子的世界。。首先,歡迎來到電子信息世界!!!
電子的方向分為:消費電子(如Mp3,手機,電視等)、工業電子(工控機,智能電器)、醫療電子(醫療設備)、汽車電子等,每個方面的側重點也不同:如消費電子對主要專注音頻,視頻,圖像,不但要熟悉軟硬體,還要對演算法(音、視頻編、解碼)熟悉,但一般分工都比較明確。工業電子受到(自然)環境的影響,使得其抗干擾能力(與硬體設計有極大聯系)要求相當高,其次是現場匯流排方面,其他方面如圖形顯示等則沒有多少要求,汽車電子與醫療電子對可靠性要求也相當高,並且功能相對單一,多 CPU系統在汽車電子中很常見。
51單片機是入門級的產品(雖然現在很多產品還在用),但不要停在51這個層面。當然,按你說的情況,你還在入門級,需要熟悉很多相關的外圍器件,同時學習C吧, C的世界同樣精彩。。。再深入學習,就要涉及到具體應用,即「基於8051的****」,這種課題和文章網上很多。等你有一天發現8051的限制太多了,那麼你就該升級你的硬體系統了。
本人現在也在學習單片機,但不限於51.彩屏顯示,USB讀寫都不在話下,51跑UC/OS,自己編寫GUI,但誤入工業電子行業,無緣消費電子。。
工作時間匆忙回答,不足之處見諒
❹ 單片機發展方向
我現在就是干單片機編程這一行的。
簡單說說我的情況吧,本人87年,電子科學與技術專業,普通本科2009年畢業,在做小家電類的單片機編程開發,用的是C和匯編,目前是兩年經驗,雖然我還是新手,但作為過來人還是能作個參考的,呵呵。
首先是單片機(這里是指8位的單片機),這可以說是電子行業的基礎了,學單片機不難,只要有點數字電路基礎,懂得基本的數字邏輯就行了,單單看書是很枯燥的,強烈建議買個開發板,從最基本的點亮一個LED燈學起,然後慢慢深入,把單片機和數字電路一起逐步學好。入門門檻:比較低。
其次是嵌入式硬體。我這里是指嵌入式底層硬體,嵌入式硬體大多數也是基於單片機的,只不過它是比較高檔的32位的單片機 (因為高檔,所以為表示區分一般不叫它為單片機的),還有其他的FPGA/CPLD、DSP等等。比如最近很熱的蘋果手機iphone 4,它的CPU就是一款32位的單片機。這里的底層硬體開發就是跟8位單片機的編程差不多,但是復雜很多,涉及到各種外圍設備的晶元驅動、通信協議等,要求軟體和硬體都要精通,沒有一定的基礎和經驗很難學好,但這一行也是電子行業中待遇最為豐厚的,哈哈。這里我建議從8位單片機慢慢學起,有機會再轉向32位單片機。入門門檻:高。
接著是嵌入式軟體。這里是指嵌入式應用軟體,硬體方面已經搭建好了,已經能跑linux系統或者wince系統了,所以硬體方面可以不用管,你要做的就是在這個嵌入式操作系統上編寫些應用軟體,主要是用C/C++等,比如說一個攝像頭通過USB接到一個終端設備,你要寫程序把這個攝像頭驅動起來,就是這樣子的軟體開發。入門門檻:中。
總結一下吧,按照入門的難度,建議先從單片機學起,買個開發板自學,學兩三個月後有點積累了,就嘗試找個相關的工作進一步增加經驗,這個階段比較困難工資也比較低,要考驗你的意志與決心了,將來有機會還可以轉向學習32位單片機,向嵌入式硬體過度。至於嵌入式軟體,如果有個經驗豐富的人帶你,就更是事半功倍了。而嵌入式硬體,就暫時不要想了,實在是太難了,等你有了一定的單片機開發經驗時,再轉向這一行才會順利很多。
❺ 關於單片機的學習的方向
呵呵。。說說我自己吧。。我之前沒有學過單片機。。。
當我想學時,找到了郭天祥的視頻教程,,把它全部看完了。。呵呵。。學到了些很好的基礎知識。
然後當時我也認為C語言是很好用的。。
但是實際上和你一樣。。大家用的都是松翰和義隆。。。。。
看你的要求:「學會以後能搞一點數碼管,時間控制電路和馬達快慢控制與輸出方波電路就好了」
可能你也是和我一樣做同一個行業的。。。呵呵,,就是小家電方面的
現在我在學松翰的。。。。要用匯編來編程,,,呵呵。。小功能方面來說用匯編的還是比較多的。。。說到移植的話,,沒問題的。。。
我現在已經算入門了。你說的這些功能我自己都能完成。。呵。。。
最重要的就是多多練習。。。多多積累經驗。。。。
QQ183770398,一起學習,共同進步
❻ 單片機的發展方向
I/O口增多
使用電壓更寬
使用頻率增高
體積縮小
❼ 單片機方向。。
會51,學avr很快的,一天就可以搞定了。要學arm的話那你要學操作系統,linux或wince,學操作系統要佔很大的一部分,畢竟把arm純粹當單片機用的情況很少,一般都要跑操作系統的。51,avr,arm,linux都玩過,cpld也學過。不過我覺得對於學電子的玩fpga不錯。that『s all!希望對你有所幫助。
❽ 單片機考研的方向
你是學電子專業的吧,這個專業考研的范圍很廣。可以考慮下通信專業,以後單片機做的電子產品對通信的要求肯定是越來越高,還可以考慮下測控技術,這個專業對單片機的要求也很高
❾ 如何分辨單片機方向
絲印正對自己,從左往右第一腳為第一引腳,或者看缺口,缺口在左邊,第一隻腳為第一引腳!