求单片机发展简史，最好不要太短。。。。

1.SCM是单片机的阶段，主要是寻求单片机形式的嵌入式系统的最佳架构。“创新模式”的成功，奠定了单片机与通用计算机完全不同的发展道路。英特尔为嵌入式系统的自主开发做出了巨大贡献。

2.MCU是微控制器单元的阶段，其主要技术发展方向是在嵌入式应用时不断扩展符合目标系统要求的各种外围电路和接口电路，突出其智能控制能力。它所涉及的领域都与对象系统有关，所以开发MCU的重任不可避免地落在了电气电子技术厂商身上。由此看来，英特尔逐渐淡出MCU也有其客观因素。在MCU的开发中，最著名的厂商是飞利浦。

飞利浦公司凭借其在嵌入式应用方面的巨大优势，将MCS-51从单片机迅速发展为微控制器。因此，当我们回顾嵌入式系统的发展道路时，不要忘记英特尔和飞利浦的历史功绩。

3.单片机是嵌入式系统的独立发展道路，发展到MCU阶段的重要因素是寻求应用系统在片上的最大解决方案；因此，专用单片机的发展自然形成了SoC的趋势。随着微电子技术、ic设计和EDA工具的发展，基于SoC的单片机应用系统的设计将会有很大的发展。所以对单片机的理解可以从单片机、单片机扩展到单片机应用系统。

单片机的发展

单片机作为微型计算机的一个重要分支，应用广泛，发展迅速。单片机自诞生以来，已发展到数百个系列近千种型号。

单片机发展简史

如果以8位单片机的推出为起点，单片机的发展历史大致可以分为以下几个阶段。

(1)第一阶段(1976-1978):单片机电缆控制阶段。以Intel公司的MCS-48为代表。MCS-48的推出是工业控制领域的一次电缆控制，摩托罗拉、Zilog等公司都参与了这次电缆控制，都取得了满意的效果。这是单片机诞生的年代，“单片机”一词由此而来。

(2)第二阶段(1978-1982)是单片机的改进阶段。在MCS-48的基础上，Intel推出了一款完善而典型的单片机系列MCS -51。它在以下几个方面奠定了典型的通用总线单片机体系结构。

①完善的外部总线。MCS-51设置了经典8位单片机的总线结构，包括8位数据总线、16位地址总线、控制总线和具有多种计算机通信功能的串行通信接口。

②CPU外围功能单元的集中管理模式。

③体现工业控制特点的位地址空间和位操作方式。

④指令系统趋于丰富和完善，增加了许多控制功能突出的指令。

(3)第三阶段(1982-1990):8位单片机的巩固发展和16位单片机的推出阶段，也是单片机向微控制器发展的阶段。Intel公司推出的MCS-96系列单片机集成了测控系统中使用的一些模数转换器、程序运行监控器和脉宽调制器，体现了单片机的微控制器特性。随着MCS-51系列的广泛应用，许多电器厂商竞相以80C51为核心，将许多测控系统中使用的电路技术、接口技术、多路A/D转换元件和可靠性技术应用到单片机上，增强了外围电路功能，强化了智能控制的特点。

(4)第四阶段(1990-):微控制器的全面发展阶段。随着单片机在各个领域的全面深入发展和应用，出现了速度快、寻址范围大、计算能力强的8位/16位/32位通用单片机，以及体积小、价格便宜的专用单片机。

1.2.2单片机的发展趋势

目前单片机向高性能、多样化发展的趋势将进一步向CMOS、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格、内置外围电路发展。以下是单片机的主要发展趋势。

CMOS近年来，由于CHMOS技术的进步，单片机的CMOS有了很大的提升。除了功耗低，CMOS芯片还具有功耗的可控性，使单片机可以工作在精细的电源管理状态。这也是8051将取代8051成为标准MCU芯片的原因。因为大部分MCU芯片都是CMOS(金属栅氧化物)半导体工艺生产的。CMOS电路的特点是低功耗、高密度、低速度、低价格。双极型半导体工艺的TTL电路速度快，但功耗和芯片面积大。随着技术和工艺水平的提高，HMOS(高密度、高速MOS)和CHMOS工艺又出现了。CHMOS和HMOS过程的结合。目前生产的CHMOS电路已经达到LSTTL的速度，传输延迟时间小于2ns。其综合优势在于TTL电路。因此，在单片机领域，CMOS正逐渐取代TTL电路。

低功耗单片机的功耗已经从Ma级，甚至低于1uA；工作电压在3~6V之间，完全适合电池工作。低功耗带来的效果不仅仅是低功耗，还有产品的高可靠性、高抗干扰能力和便携性。

低压几乎所有的单片机都有等待、停止等省电运行模式。允许的电压范围越来越宽，一般工作在3~6V范围内。单片机低电压供电下限可达1~2V。目前0.8V电源的单片机已经出来了。

低噪声高可靠性为了提高单片机的抗电磁干扰能力，使产品适应恶劣的工作环境，满足电磁兼容方面更高标准的要求，各单片机厂商在单片机内部电路上采用了新的技术措施。

以前单片机中的ROM是1KB~4KB，RAM是64~128B。但需要复杂控制时，存储容量不够，需要外部扩展。为了满足这一领域的要求，有必要使用新技术来使片上存储器变大。目前单片机中最大ROM和最大RAM分别为64KB和2KB。

高性能主要是指进一步提高CPU的性能，加快指令运行速度，提高系统控制的可靠性。采用RISC结构和流水线技术，可以大大提高运行速度。目前最高指令速度达到100 MIPS(百万指令每秒)，位处理功能、中断和时序控制功能得到加强。这种单片机的运算速度比标准单片机快10倍。由于这种单片机具有极高的指令速度，可以用软件模拟其I/O功能，从而引入了虚拟外设的新概念。

小容量低价格与上述相反，以4位、8位电脑为中心的小容量低价格也是发展趋势之一。这种单片机的目的是将过去由数字逻辑集成电路组成的控制电路单片化，可以广泛应用于家用电器中。

外围电路的集成也是单片机发展的主要方向。随着集成度的不断提高，将多种外围功能器件集成到芯片中成为可能。除了CPU，还有ROM，RAM，定时器/计数器等。芯片上的集成元件包括模数转换器、DMA控制器、声音发生器、监视定时器、LCD驱动器、彩电和录像机的锁相电路等。

串行扩展技术长期以来，通用单片机通过三总线结构扩展外围设备成为单片机应用的主流结构。随着低成本OTP(一次可编程)和各种类型片上程序存储器的发展，外设接口不断进入芯片，促进了单片机“单片”应用结构的发展。特别

I2C、SPI等串行总线的引入，可以使单片机的引脚设计更少，单片机的系统结构更加简化和标准化。

随着半导体集成技术的不断发展，单片机将会集成度更高、体积更小、功能更强。在单片机家族中，80C51系列是其中的佼佼者。此外，英特尔还将MCS–51系列中80C51内核的使用权以专利交换或出售的形式转让给了全球众多著名的IC厂商，如飞利浦、NEC、Atmel、AMD、华邦等。这些公司都在维护与80C51单片机兼容的基础。就这样，80C51成为了众多厂商支持的上百个品种的大家族，现在统称为80C51系列。80C51单片机已经成为单片机发展的主流。专家认为，虽然世界上的MCU种类繁多，功能各异，开发器件不兼容，但客观发展表明，80C51最终可能形成事实上的标准MCU芯片。

单片机的组成及特点

单片机是微型计算机的一个主要分支，其最大的结构特点是将CPU、存储器、定时器和各种输入/输出接口电路集成在一个超大规模集成电路芯片上。就其组成和功能而言，单片机就是一台计算机。

1.单片机的组成

图1-1是单片机的典型框图。从图中可以看出，它通过内部总线连接计算机的主要部件。

连接成一个整体，其内部总线包括地址总线、数据总线和控制总线。其中，地址总线的作用是在交换数据时提供地址，CPU通过它们向内存或I/O接口输出地址；/data总线的作用是在CPU与内存或I/O接口之间，或内存与外设之间交换数据；控制总线包括CPU发送的控制信号线和从外部发送到CPU的响应信号线。单片机中的CPU、存储器等部件将在后面的章节中介绍。

2.单片机的特点

由于其结构和半导体工艺的原因，单片机具有许多显著的特点，因此在各个领域得到了迅速的发展。单片机主要有以下特点:

(1)性价比极佳。

(2)集成度高、体积小、可靠性高。单片机将所有功能部件集成在一个芯片上，内部采用总线结构，减少了芯片间的布线，大大提高了单片机的可靠性和抗干扰能力。此外，体积小，易于对强磁场环境采取屏蔽措施，适合在恶劣环境下工作。

(3)控制功能强。为了满足工业控制的要求，通用单片机的指令系统具有极其丰富的传输指令、I/O口的逻辑运算和位处理功能。单片机的逻辑控制功能和运行速度高于同档次。

(4)功耗低，电压低，便于生产便携式产品。

(5)外部总线增加了I C(内部集成电路)和SPI(串行外设接口)等串行总线模式，进一步缩小了体积，简化了结构。

(6)单片机的系统扩展和系统配置具有典型性和标准化，容易形成各种规模的应用系统。

单片机的分类

单片机作为计算机发展的一个重要领域，应用了更加科学的分类方法。根据目前的发展情况，从不同的角度，单片机大致可以分为通用/专用型、总线/非总线型和工业控制/家用电器型。

1.普通/特殊类型

这是根据单片机的应用范围来区分的。比如80C51是通用单片机，不是为特定用途设计的；专用单片机是针对一种产品甚至某一种产品而设计生产的，比如为了满足电子体温计的要求，在芯片上集成了具有ADC接口等功能的测温控制电路。

2.总线类型/非总线类型

这个根据单片机是否提供并行总线来区分。总线MCU一般配有并行地址总线，

数据总线，控制总线，这些引脚用来扩展并行外围设备，都可以通过串口与单片机连接。另外，很多单片机已经将所需的外围设备和外围接口集成到一个芯片上，所以很多情况下不需要并行扩展总线，大大节省了封装成本和芯片尺寸。这种单片机称为无总线单片机。

3.控制类型/家用电器类型

这是根据单片机的一般应用领域来区分的。一般来说，工控型的寻址范围和运算量都比较大。

能力强；家用电器中使用的微控制器多为专用，通常封装较小，价格较低，外围设备和外围接口高度集成。

显然，上述分类并不唯一和严格。比如80C51型单片机，既有通用型，也有总线型，还可以用于工业控制。

单片机的应用

由于其显著的优点，单片机已成为科技领域的有力工具和人类生活的得力助手。其应用涵盖所有领域，主要表现在以下几个方面:

1.单片机在智能仪器中的应用

单片机广泛应用于各种仪器仪表中，使其智能化，并能提高测量的自动化程度和精度，简化仪器仪表的硬件结构，提高其性价比。

2.单片机在机电一体化中的应用

机电一体化是机械工业的发展方向。机电一体化产品是指集机械技术、微电子技术和计算机技术于一体的具有智能化特征的机电产品，如微机控制的车床、钻床等。单片机作为产品中的控制器，可以充分发挥其体积小、可靠性高、功能强等优点，可以大大提高机器的自动化和智能化。

3.单片机在实时控制中的应用。

单片机广泛应用于各种实时控制系统中。例如在工业测控、航空航天、尖端武器、机器人等各种实时控制系统中。，单片机可以用作控制器。单片机的实时数据处理能力和控制功能可以使系统保持在最佳工作状态，提高系统的工作效率和产品质量。

4.单片机在分布式多机系统中的应用。

在更复杂的系统中，经常使用分布式多计算机系统。多机系统一般由几台功能不同的单机组成。

每台完成特定任务的单片机通过串行通信相互连接、协调工作。在该系统中，单片机常作为终端，安装在系统的某些节点上，对现场信息进行实时测控。单片机的高可靠性和强抗干扰能力使其工作在恶劣环境的前端。

5.单片机在人类生活中的应用。

自从单片机诞生以来，它就步入了人类的生活，如洗衣机、冰箱、电子玩具、录音机等。

家用电器配备单片机后，智能化程度提高，功能增加，很受人们欢迎。单片机将使人类的生活更加方便、舒适和丰富多彩。

综上所述，单片机已经成为计算机发展和应用的一个重要方面。另一方面，单片机应用的意义在于它从根本上改变了控制系统的传统设计思想和方法。过去必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在可以用单片机通过软件方法实现。这种用软件代替硬件的控制技术也叫微控技术，是传统控制技术的一次革命。

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