单片机发展概况及应用简介

单片机的历史并不长，它的产生与发展和微处理器的产生与发展大体上是同步的。它可分为4个发展阶段。

1.第1代为微机单片化的初级阶段

工业控制领域对计算机提出了嵌入式应用要求，首先是实现最佳的单芯片形态计算机SCM（Single Chip Microcomputer），以满足构成大量中小型智能化测控系统的要求。因此，这阶段的任务是探索计算机的单芯片集成。1970年微型计算机研制成功后，Intel公司随即在1971年生产出了4位单片机4004，虽然它的价格低廉，但其结构简单、功能单一、控制能力弱。Intel公司1976年推出了MCS-48系列单片机，它集成了8位CPU、并行I/O接口、8位的定时/计数器、寻址空间小于4KB的存储空间。它以体积小、功能全、价格低等特点赢得了市场应用，为单片机的发展奠定了基础。

2.第2代为微机单片化的完善阶段

在MCS-48系列单片机成功示范下，一些计算机或半导体公司都竞相加入到研制单片机行列中。这一阶段推出的单片机具有多级中断系统、串行接口、16位定时/计数器等功能，加大了片内RAM、ROM的存储容量，寻址空间可达64KB。1980年Intel公司推出的MCS-51系列是此阶段的代表之作，这种系列单片机完善了单片机体系结构，成为了事实上的标准结构，许多年后还成为其他厂家的单片机内核（51内核）。

3.第3代为微控制器形成阶段(www.xing528.com)

由于单片机的高性价比及其在各领域的应用，尤其是在测控领域的广泛应用，需要更多的面向测控对象的接口电路（如A/D与D/A转换、高速I/O接口、计数器的捕捉与比较等），保证程序可靠运行的程序监视定时器（俗称“看门狗”，Watch Dog Timer，简称WDT），保证高速数据传输的存储器直接存取控制器（DMAC）等。这些外围电路一般都已超出了一般计算机的体系结构。为了满足测控系统的嵌入式应用要求，此阶段单片机的发展主要是增强满足测控要求的外围电路，从而形成了不同于单片机特点的微控制器（MCU）芯片。一些厂家以MCS-51为内核，集成了A/D转换（ADC）、D/A转换（DAC）、PWM等外围接口部件，增加了SPI、I2 C等串行总线部件，80C51系列是此阶段的代表产品。同时16位单片机也有较快发展。

4.第4代为片上系统（SoC）阶段

随着半导体技术的发展和成熟，面对日益增长的广泛需求，单片机出现了百花齐放的局面。面对玩具、家电、智能仪表和过程控制等不同的电子应用，各厂家推出了适合不同领域要求的单片机，如采用RISC（Reduced Instruction Set Computer）指令集的单片机；具有TCP/IP网络接口的单片机；把Flash存储器和各种功能部件集成在一起的片上系统SoC（System on a Chip）单片机，以适应嵌入式系统的需要等。随着微电子技术、集成电路IC（Integrated Circuit）设计、电子设计自动化EDA（Electronic Design Automation）工具的发展，基于SoC的单片机应用系统设计会有较大的发展。因此，对单片机的理解可以从单片微型计算机SCM、单片微控制器MCU延伸到单片应用系统SoC。

尽管单片机的品种繁多，但其中最具典型的仍当属Intel公司的MCS-51系列单片机。它的功能强大，兼容性强，软硬件资料丰富。国内也以此系列的单片机应用最为广泛。直到现在，MCS-51仍然是单片机中的主流机型。在今后相当长的时间内，单片机应用领域中的8位机主流地位还不会根本改变。