STC15W4K32S4系列8051单片机发展趋势

现在正是单片机类型快速更新的时期，世界上各大芯片制造商都推出了各自的单片机，从4位、8位、16位到32位，应有尽有。有的与主流8051系列兼容，有的不兼容，它们各具特色，互成互补，为单片机应用提供了广阔天地。从单片机的发展过程可以预见单片机的发展趋势，大致如下：

1.改进CPU结构

1）采用双CPU或多CPU结构，提高了微处理器的处理能力。

2）扩展数据总线宽度，内部采用16位数据总线，其数据处理能力明显优于8位数据总线的单片机。

3）开发串行接口总线结构，用I²C、SPI串行总线代替并行数据总线，大大简化了单片机的外部接口电路连接。

2.低电压、低功耗、CMOS化

MCS-51系列的8031推出时的功耗达630mW，而现在的单片机功耗普遍都在100mW以下。随着对单片机低功耗要求越来越迫切，现在各个制造商基本上都采用了CMOS（互补金属氧化物半导体工艺）。例如，80C51采用了HMOS（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了其工作速度不够快。而CHMOS则具备高速和低功耗的特点，更适合于应用在低功耗要求的场合。例如，采用CHMOS工艺的80C31/80C51在正常运行时（5V/12MHz），工作电流为16mA，在空闲模式下工作电流为3.7mA，在掉电模式下工作电流为50nA，所以这种工艺将是今后一段时期内单片机发展的主要工艺。

几乎所有的单片机都有空闲、掉电等省电运行方式，允许使用的电源电压范围也越来越宽，一般都能够在3～6V范围内工作，用电池供电的单片机不再需要对电源采取稳压措施。低压供电的单片机电源下限由2.7V降至1.8～2.2V，0.9V供电的单片机也已经问世。

3.改善存储器性能

1）存储容量扩大化。新型的单片机片内程序存储器容量一般为4～8KB，有的可达128KB。片内数据存储器容量为256B，有的可达1KB以上。

2）编程在线化。片内程序存储器从原先的EPROM、E²PROM发展到采用Flash或ISP Flash存储器，使单片机编程既有读写操作简便的静态RAM的优点，又有在线编程的优点，极大地简化了应用系统的结构。

3）单片机编程保密化。一般写入EPROM中的程序很容易被复制。为了保证程序的保密性，对写入单片机片内E²PROM、Flash或ISP Flash存储器中的程序进行了加锁和加密。加锁后将无法读取单片机内的程序，达到了片内程序保密的目的。

4.改进I/O接口性能(www.xing528.com)

单片机都有较多并行接口，用于满足外围设备或芯片的扩展需要，并配置了串行接口，以满足多机通信的要求。目前单片机并行接口的性能改进如下：

1）并行I/O接口的驱动能力增强。目前的I/O接口可直接输出大电流（15～25mA），I/O口驱动能力的增强可减少外部驱动芯片，能够直接驱动LED和VFD（荧光显示器）。

2）并行I/O接口的逻辑控制功能增强。大部分单片机I/O接口都能够进行逻辑操作，中、高档单片机的位处理系统能够对I/O接口进行位寻址及位操作，提高了I/O接口线的控制能力。

3）增加了特殊串行接口功能，为构建分布式和网络化的系统提供了方便。

5.外围电路内装化

现在常规的单片机普遍都是将微处理器（CPU）、随机数据存储器（RAM）、只读程序存储器（ROM）、并行和串行通信接口、中断系统、定时电路和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A-D转换器、PWM脉宽调制电路、WDT看门狗等器件。有些单片机将LCD液晶驱动电路也集成在芯片上，单片机包含的单元电路越多，功能就越强大。单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做，制造出具有用户特色的单片机芯片。

此外，现在的产品普遍要求体积小、质量小，这就要求单片机除了功能强和功耗低外，还要追求小体积。现在许多单片机都具有多种封装形式，其中SMD表面封装形式越来越受欢迎，这使得由单片机构成的系统朝微型化方向发展。

6.片内ROM固化软件

将一些应用软件和系统软件固化于片内ROM中，简化了用户应用程序的编制工作，提供了在线下载与仿真功能，省去了价格不菲的编程器和仿真器，为用户开发和应用提供了方便。

7.主流与多品种共存

现在虽然单片机的品种繁多，各具特色，但以80C51为内核的单片机，占据了单片机应用领域的主要地位。而Microchip公司的PIC精简指令集（RISC）也有着强劲的发展势头，中国台湾的HOLTEK公司近年的单片机产量与日俱增，以其低价、质优的优势，占据了部分市场份额。此外还有Motorola公司的产品以及日本几大公司的专用单片机等。在一定时期内，这种情形将得以延续，不会存在某个单片机一统天下的垄断局面，依然走的是依存互补、相辅相成、共同发展的道路。

综观单片机的发展，可以看到，今后单片机将朝着多功能、高性能、高速度、低功耗、低电压、低价格、单片化、大容量及编程在线化等方向发展；并进一步向着多品种、小体积、少引脚和外围电路内装化等方面发展；那些针对单一用途的专用单片机也将越来越普遍。可以预见，今后的单片机将会功能更强、集成度更高、可靠性更好、功耗更低、使用更方便。单片机嵌入式系统的开发正朝着“无所不能、无所不在”的方向迅速发展。