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摘 要： 單片機是在一塊芯片上集成了中央處理單元(CPU)、存儲器(RAM/ROM)、定時器/計數器及輸入/輸出(I/O)接口等元器件的微型計算機系統。本文是一篇 電子科技論文 范文，主要論述了單片機發展歷史、分類及應用。 【摘 要】 單片機誕生于1971年，它包含了計算機的基
單片機是在一塊芯片上集成了中央處理單元(CPU)、存儲器(RAM/ROM)、定時器/計數器及輸入/輸出(I/O)接口等元器件的微型計算機系統。本文是一篇電子科技論文范文，主要論述了單片機發展歷史、分類及應用。
【摘 要】 單片機誕生于1971年，它包含了計算機的基本組成單元，仍由運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備五部分組成，經歷了SCM、MCU、SoC三大階段發展已成為現代計算機技術的支柱產業。單片機作為計算機發展的一個重要領域，應用一個較科學的分類方法。根據目前發展情況，從不同角度單片機大致可以分為通用型/專用型、總線型/非總線型及工控型/家電型。
【關鍵詞】 單片機,發展,現代化,分類
單片機的出現是計算機制造技術不斷發展的產物，是計算機發展的一個重要分支。就單片機組成而言，雖然它只是一塊芯片，但它包含了計算機的基本組成單元，仍由運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備五部分組成，只不過這些都集成在一塊芯片上罷了，所謂“麻雀雖小，五臟俱全”，這種結構使得單片機成為具有獨特功能和特色的計算機。
一、單片機的發展歷史
單片機誕生于1971年，經歷了SCM、MCU、SoC三大階段。1971年intel公司研制出世界上第一個4位的微處理器;Intel公司的霍夫研制成功世界上第一塊4位微處理器芯片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。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。此后在8031上發展出了MCS51系列單片機系統。基于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并未得到很廣泛的應用。
二、單片機的分類
單片機作為計算機發展的一個重要領域，應用一個較科學的分類方法。根據目前發展情況，從不同角度單片機大致可以分為通用型/專用型、總線型/非總線型及工控型/家電型。
1、位單片機
4位單片機的控制功能較弱，CPU一次只能處理4位二進制數。這類單片機常用于計算器、各種形態的智能單元以及作為家用電器中的控制器。典型產品有NEC公司的UPD75××系列、NS公司的COP400系列、松下公司的MN1400系列、ROCKWELL公司的PPS/1系列、富士通公司的MB88系列、夏普公司的SM××系列、Toshiba公司的TMP47×××系列等等。
①華邦公司的W741系列的4位單片機帶液晶驅動，在線燒錄，保密性高，低操作電壓(1.2V～1.8V)。
②東芝單片機的4位機在家電領域有很大市場。
2、位單片機
8位單片機8位單片機的控制功能較強，品種最為齊全。和4位單片機相比，它不僅具有較大的存儲容量和尋址范圍，而且中斷源、并行I/O接口和定時器/計數器個數都有了不同程度的增加，并集成有全雙工串行通信接口。在指令系統方面，普遍增設了乘除指令和比較指令。特別是8位機中的高性能增強型單片機，除片內增加了A/D和D/A轉換器外，還集成有定時器捕捉/比較寄存器、監視定時器(Watchdog)、總線控制部件和晶體振蕩電路等。
3、系列單片機
8031/8051/8751是Intel公司早期的產品。應用的早，影響很大，已成為世界上的工業標準。后來很多芯片廠商以各種方式與Intel公司合作，也推出了同類型的單片機，如同一種單片機的多個版本一樣，雖都在不斷的改變制造工藝，但內核卻一樣，也就是說這類單片機指令系統完全兼容，絕大多數管腳也兼容;在使用上基本可以直接互換。人們統稱這些與8051內核相同的單片機為“51系列單片機”。
4、PIC系列單片機
由美國Microchip公司推出的PIC單片機系列產品，首先采用了RISC結構的嵌入式微控制器，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新趨勢。
5、雙總線結構
具有CISC結構的單片機均在同一存儲空間取指令和數據，片內只有一種總線。這種總線既要傳送指令又要傳送數據(如圖1-a所示)。因此，它不可能同時對程序存儲器和數據存儲器進行訪問。因與CPU直接相連的總線只有一種，要求數據和指令同時通過，顯然“亂套”，這正如一個“瓶頸”，瓶內的數據和指令要一起倒出來，往往就被瓶頸卡住了。
三、單片機在智能燈光控制系統中的應用
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，計算機的網絡通訊與數據傳輸，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，錄象機、攝象機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。
總 結
單片機應用的意義不僅在于它的廣闊范圍及所帶來的經濟效益，更重要的意義在于，單片機的應用從根本上改變了控制系統傳統的設計思想和設計方法。以前采用硬件電路實現的大部分控制功能，正在用單片機通過軟件方法來實現。以前自動控制中的PID調節，現在可以用單片機實現具有智能化的數字計算控制、模糊控制和自適應控制。這種以軟件取代硬件并能提高系統性能的控制技術稱為微控技術。隨著單片機應用的推廣，微控制技術將不斷發展完善。
【參考文獻】
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電子科技論文發表期刊推薦《電力電子技術》（月刊）創刊于1967年，由西安電力電子技術研究所主辦。以電力電子技術為主體，探討和報道電力電子行業中新器件、新技術、新應用的學術論文及成果；提供國內外最新的電力電子技術和發展動態及產品市場信息；為企業的新產品、新技術、新成果在行業內的推廣架起一座金橋。
