单片机应用的广阔前景

单片机应用的广阔前景

Xxx

（xxx职业技术学院物理与机电工程系08应用电子 457000）

【摘要】:单片机发展极为迅速，当前世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机，从8位、16位到32位等，但它们各具特色，互成互补，为单片机的应用提供广阔的天地.

【关键词】:单片机;低功耗CMOS化;微型单片化

引言

单片机，亦称单片微电脑或单片微型计算机。它是把中央处理器(CPU ).随机存取存储器《RAM)、只读存储器(ROM ).输入/输出端口(vo)等主要计算机功能部件都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。现在可以说单片机是百花齐放的时期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机，从s位、16位到32位，数不胜数，应有尽有，它们各具特色，互成互补，为单片机的应用提供广阔的天地。纵观单片机的发展过程，可以预示单片机的发展趋势。

1低功耗CMOS化

MCS-51系列的8031推出时的功耗达630m W，而现在的单片机普遍都在100mW左右，随着对单片机功耗要求越来越低，现在的各个单片机制造商基本都采用了CMOS(互

- 1 -

补金属氧化物半导体工艺)。80C51就采用了HMOS(即高密度金属氧化物半导体工艺)和CHMOS(互补高密度金属氧化物半导体工艺)。CMOS虽然功耗较低，但由于其物理特征决定其工作速度不够高，而CHMOS则具备了高速和低功耗的特点，这些特征更适合于在要求低功耗，电池供电的应用场合。所以这种工艺将是今后单片机发展的主要途径。

2微型单片化

现在常规的单片机普遍都是将中央处理器(CPU ).随机存取数据存储《RAM)、只读程序存储器(ROM)、并行和串行通信接口，中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上，增强型的单片机集成了如AR〕转换器、PMw 1脉宽调制电路),WDT(看门狗)、有些单片机将LCD(液晶)驱动电路都集成在单一的芯片上，这样单片机包含的单元电路就更多，功能就越强大。甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做，制造出具有自己特色的单片机芯片。此外，现在的产品普遍要求体积小、重量轻，这就要求单片机除了功能强和功耗低外，还要求其体积要小。现在的许多单片机都具有多种封装形式，其中5MD1表面封装)越来越受欢迎，使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。

3主流与多品种共存

现在虽然单片机的品种繁多，各具特色，但仍以80C51为核心的单片机占主流，兼容其结构和指令系统的有PHILIPS公司的产品，ATMEL公司的产品和中国台湾的Winhnnd系列单片机。所以C8051为核心的单片机占据了半壁江山。而Microchip公司的PIC精简指令集(RISC)也有着强劲的发展势头，中国合湾的HOLTEK公司近年的单片机产量与日俱增，与其低价质优的优势，占据一定的市场分额。此外还有MOTOROLA公司的产品，日本几大公司的专用单片机。在一定的时期内，这种情形将得以延续，将不存在某个单片机一统天下的垄断局面，走的是依存互补，相辅相成、共同发展

- 2 -

的道路。

4大容量、高性能

以往单片机内的ROM为1KB-4KB,RAM为64-128B。但在需要复杂控制的场合，该存储容量是不够的，必须进行外接扩充。为了适应这种领域的要求，须运用新的工艺，使片内存储器大容量化。目前，单片机内ROM最大可达64KB,RAM最大为2KB。另外单片机进一步改变CPU的性能，加快指令运算的速度和提高系统控制的可靠性。采用精简指令集(RISC )结构和流水线技术，可以大幅度提高运行速度。现指令速度最高者已达100M1f'S(Million InstructionPer Seconds，即兆指令每秒)，并加强了位处理、中断和定时控制功能。这类单片机的运算速度比标准的单片机高出10倍以上。由于这类单片机有极高的指令速度，可以使用软件模拟其vo功能，由此引入了虚拟外设的新概念。

5串行扩展技术

在很长一段时间里，通用型单片机通过三总线结构扩展外围器件成为单片机应用的全流结构。随着低价位OTP (One TimeProgramble)及各种特殊类型片内程序存储器的发展，加之处围接口不断进入片内，推动了单片机l.单片”应用结构的发展。特别是12C.SPl等串行总线的引入，可以使单片机的引脚设计得更少，单片机系统结构更加简化及规范化。

6结论

单片机改变了我们生活，纵观我们现在生活的各个领域，从导弹的导航装置，到飞机上各种仪表的控制，从计算机的网络通讯与数据传输，到工业自动化过程的实时控制和数据处理，以及我们生活中广泛使用的各种智能IC卡、电子宠物等，这些都离不开单片机，

- 3 -

单片机有着广阔的应用前景。

参考文献:

【1】王建，等维修电工国家职业资格证书取证问答【M]，北京:机械工业出版社，2006.

【2】王兆晶.维修电工技师培训教程lMl.济南山东科学技术出版社，2002.

【3】方承远.工厂电气控制技术[M].北京:机械工业出版社，2000.

- 4 -