单片机的发展历史

谢广

【摘 要】随着中国经济和科学技术的飞速发展，电子技术不断渗透到人们的日常生活中，单片机在电子技术的发展中具有重要的代表意义。特别是在信息环境中，单片机在电子领域的应用越来越广泛，它在社会科学技术的发展中起着重要作用。本文将分析和研究单片机的发展。

【关键词】单片机;发展;应用趋势

引言

近年来，由于其体积小，简化指令提高了执行效率，优越的开发环境和彻底的机密性，单片机已经获得了很大的发展空间。下面简要介绍单片机的应用和发展趋势。单片机简称为单片机。它是集成电路芯片。它采用超大规模集成电路技术，集成了中央处理器CPU随机存取存储器RAM，只读存储器ROM，各种I / O端口和中断系统，定时器/计时器等功能的数据处理能力。硅芯片形成一个小型但功能良好的微型计算机，该微型计算机广泛用于工业控制领域。从1980年代开始，从当时的4位和8位微控制器发展到当前的32位300M高速微控制器。

随着计算机技术，通信技术和嵌入式技术的不断发展和壮大，控制系统由于其准确性，直观性和便利性而被广泛应用于工业自动化生产领域。当前，单片机的应用非常广泛，已经渗透到我们生活的几乎所有领域。例如：导弹导航设备，飞机上的各种控制仪器，精密测量设备，工厂装配线的智能管理，生活中常见的无线对讲机，汽车中的发动机控制器，照相机，录像机，智能洗衣机的控制，以及电子秤，电子玩具等，这些都可以找到单片机的身影。

一、单片机概述

单片机说的是一款集成系统在一片集成电路芯片上的完整详细计算机硬件。纵然它的大多数的特性集成系统在一片小集成电路芯片上，然而它拥有一款 完整详细计算机系统必须要的大多数的零部件：CPU、运行内存、內部和 外部数据总线计算机硬件，现阶段大多数的还可以拥有外存。与此同时集成系统类似于通讯设备插口、单片机定时器，实时时钟等外部设备。而目前最强劲的单片机编程计算机硬件乃至能够将系统声音、影像、电脑网络、繁复的数模转换信息系统集成在一片集成电路芯片上。

单片机编程也称作微处理器（Microcontroller），主要是因为它最初被用在工业控制系统方面。单片机编程由集成电路芯片内仅有CPU的专用型Cpu转型而成。最初的设计构思是借助将大批量外部设备和CPU集成系统在一个集成电路芯片中，使计算机硬件更小，更易于集成系统进繁复的而对体型规定严格要求的集中控制系统之中。INTEL的Z80是最初依照这些想法设计构思出的Cpu，至此以后，单片机编程和专用型Cpu的转型便各奔前程。

初期的单片机编程全是八位或4位的。在其中最胜利的是INTEL的8031，是因为简便稳定而特性很好获取了非常大的赞许。从此在8031上转型出了MCS51系列产品单片机编程计算机硬件。鉴于这个计算机硬件的单片机编程计算机硬件一直到如今还会广泛性采用。伴随工业控制系统方面规定的提升，逐渐产生了十六位单片机，但是因为性价比高不理想化尚未取得很广泛性的采用。90年代后伴随购物电子商品大转型，单片机编程技术应用取得了不可估量的提升。

伴随INTELi960系列产品特别是后来的ARM系列产品的普遍使用，32位系统单片机编程快速代替十六位单片机编程的高档社会地位，同时步入主要行业。而传统的的八位单片机编程的特性也取得了快速提升，解决工作能力相比八十年代提升了数百倍。现阶段，高档的32位系统单片机编程cpu主频现已超出300MHz，特性迎头赶上90年代中期的专用型Cpu，而通常的型号规格出厂价下跌至一美元，最高端的型号规格也仅有10美元。当今单片机编程计算机硬件现已不再只在整机氛围下建设和采用，大批量专用型的嵌入式操作系统被普遍使用在全系列的单片机编程上。而在身为便携式电脑和智能手机核心内容解决的高档单片机编程乃至能够可以直接采用专用型的Windows和Linux计算机硬件。

单片机编程比专用型Cpu更合适采用于嵌入式系统，所以它取得了最高的的采用。实际上单片机编程是全世界总数最高的的计算机系统。

二、单片机的发展历史

1970年计算机硬件的顺利研发过后，产生了单片机程序。1971年，国外国际贸易公司推行了4位单芯片电子计算机4004。1972年，它推行了原形八位单片机程序8008。尤其是自1976年推行Mcs-48以来的30年中，单片机程序还有有关技术应用的转型经历了几回升级。它的转型速率每三到4年大概新一代，集成度提升多一倍，作用提升多一倍。即使单片机程序的历史时间不长，但在引进八位单片机程序的根基上，单片机程序的转型能够划分为4个环节。

第一阶段（1976-1978年）：重要的单芯片环节。由企业内部单位的Mcs-48象征。该系列产品MCU有八位CPU，I/O插口，八位计时器/记数器，寻址方式范畴不超过4k高清字节数，具备简洁明了的中止作用且无串行接口。

第二阶段（1978-1982年）：单片机程序完善环节。在这个一环节，单片机程序的作用已经大大提升，能够在更多场合采用。在这个一环节，单片机程序一般具备1个串行I/O端口，1个多级别中止处置操作系统，1个十六位计时器/记数器。电源芯片中集成化的RAM和ROM存储容量提升，寻址方式范畴能够实现64K字节数。A/D转化插口也集成化在某一些单芯片电子计算机中。这类MCU的典型性象征是企业内部单位的MCS-51，摩托罗拉公司的6801和ZILOG单位的Z8。

第三阶段（1982年至1992年）：八位微处理器合拼和研发还有十六位高端微处理器产品开发阶段。在这个环节，即使八位单片机程序的采用已被普遍采用，但以便能够更好地满足需要测控系统嵌入式应用的要求，单片机程序集成化的外场通信接口获得了扩大。这一个环节的象征是8051系列产品。许多半导体公司和厂子都以8051的MCS-51为核心，并推行了多种类型和型号规格的微处理器以滿足需要各种各样嵌入式应用的要求。其重要技术应用转型包含：

（1）外场作用集成化。它能够满足需要模拟量直接输入的ADC插口，伺服驱动器输出的PWM还有程序监视计时器的WDT（一般称为看门狗电路）的要求，能够确保程序的可靠运行。

（2）有串行扩大总线和插口能够满足需要串行外围设备扩大的要求，例如SPI，I2C总线，单总线（1-线）等。

（3）以便满足需要分布式系统的要求，产生了具备出色控制作用的现场总线插口，例如canbus。

（4）在程序存储器方面，片上程序存储器技术应用获得了普遍的采用，产生了多种类型的单片机程序，​​如EPROM，EEPROM，flashrom，maskROM，OTPROM等，以满足需要其要求。研发和生产不同的产品，并为最终取消外部程序存储器的扩大奠定了良好的根基。同时，到复杂的工业控制系统，智能电表和电气控制;以及机器人，个人通信信息终端，机顶盒等的开发。因此，面对不同的应用对象，我们将继续推出一系列适用于不同领域的微控制器，从简单的性能到多功能。

结论

综上所述，尽管MCU出现的较晚，但其发展仍然很快。在当今社会，单片机已成为计算机发展中不可忽视的一个方面。单片机正在从日常生活中改变到该国的每个工业控制领域，这正在改变我们的生活。这些与单片机领域的发展密不可分。随着科学技术的发展，单片机技术也在不断提高。在安全性能和能耗方面，都将有长足的发展，并将在中国得到更广泛的应用。同时，单片机技术的发展与中国产业的发展是兼容的，类型很多，涉及家电，通信等许多领域，不断改变着我们的生活。因此，MCU具有广阔的发展前景，相信在不久的将来，更先进的MCU将出现在我们的生活中。可以认为，随着集成电路技术和微电子技术水平的不断提高，单片机的功能和性能也将不断提高和提高，应用领域将越来越广泛。

参考文献：

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[2]王啸东.单片机的发展趋势[J].今日科苑，2010，3.

[3]顾海林.浅议单片机未来的发展前景[J]科技创新与应用，2012（06）.

（作者单位：湖南工商大学）