AVR单片机发展趋势

目前，单片机正朝着高性能和多品种方向的发展，也就是进一步向着CMOS（Comple-mentary Metal-Oxide-Semiconductor，互补金属物氧化物半导体）化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。单片机的主要发展趋势为：

1）CMOS化：近年来，由于CHMOS（互补金属氧化物HMOS）技术的进步，大大地促进了单片机的CMOS化。CMOS芯片除了低功耗特性之外，还具有功耗的可控性，使单片机可以工作在功耗精细管理状态。这也是今后以80C51取代8051为标准MCU芯片的原因。单片机芯片多数是采用CMOS（金属栅氧化物）半导体工艺生产。CMOS电路的特点是低功耗、高密度、低速度、低价格。采用双极型半导体工艺的TTL电路速度快，但功耗和芯片面积较大。随着技术和工艺水平的提高，又出现了HMOS（高性能金属氧化物半导体）和CHMOS工艺。CHMOS工艺、CMOS工艺和HMOS工艺的结合，具有低功耗的特点。目前，生产的CHMOS电路已达到LSTTL（Low-power Schottky TTL，低功耗肖特基TTL）的速度，传输延迟时间小于2ns，它的综合优势已优于TTL（Transistor-Transistor-Logic，晶体管-晶体管逻辑电路）电路。因而，在单片机领域CMOS正在逐渐取代TTL电路。

2）低功耗化：单片机的功耗已降到mA级甚至1μA以下，使用电压在3～6V之间，完全适应电池工作。低功耗还带来了产品的高可靠性、高抗干扰能力以及产品的便携化。

3）低电压化：几乎所有的单片机都有WAIT、STOP等省电运行方式。允许使用的电压范围越来越宽，一般在3～6V范围内工作。低电压供电的单片机电源下限已可达1～2V。目前采用0.8V供电的单片机已经问世。

4）低噪声与高可靠性：为提高单片机的抗电磁干扰能力，使产品能适应恶劣的工作环境，满足电磁兼容性方面更高标准的要求，各单片机厂商在单片机内部电路中都采用了新的技术措施。

5）大容量化：以往单片机内的ROM（Read Only Memory，只读存储器）为1～4KB，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，必须运用新的工艺，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。(www.xing528.com)

6）高性能化：主要是指进一步改进CPU的性能，加快指令运算的速度和提高系统控制的可靠性。采用精简指令集计算机（Reduced Instruction Set Computer，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100MIPS（Million Instruction Per Second，即每秒百万条指令），并加强了位处理功能、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，就可以用软件模拟其I/O功能，由此引入了虚拟外设的新概念。

7）小容量、低价格化：与上述相反，以4位、8位机为中心的小容量、低价格化也是发展动向之一。这类单片机的用途是把以往用数字逻辑集成电路组成的控制电路单片化，可广泛用于家电产品。

8）外围电路内装化：这也是单片机发展的主要方向。随着集成度的不断提高，有可能把众多的各种外围功能器件集成在片内。除了一般必须具有的CPU、ROM、RAM、定时器/计数器等以外，片内集成的部件还有A/D转换器、DMA（直接内存存取）控制器、声音发生器、监视定时器、液晶显示驱动器、彩色电视机和录像机用的锁相电路等。

9）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主流结构。随着低价位OTP（One Time Programable，一次性可编程）及各种类型片内程序存储器的发展，加之外围接口不断进入片内，推动了单片机“单片”应用结构的发展。特别是IC、SPI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。随着半导体集成工艺的不断发展，单片机的集成度将更高、体积将更小、功能将更强。在单片机家族中，80C51系列是其中的佼佼者，加之Intel公司将其MCS-51系列中的80C51内核使用权以专利互换或出售的形式转让给全世界许多著名IC制造厂商，如Philips、NEC、ATMEL、AMD、华邦等，这些公司都在保持与80C51单片机兼容的基础上改善了80C51的许多特性。这样，80C51就变成有众多制造厂商支持的、发展出上百个品种的大家族，现统称为80C51系列。80C51单片机已成为单片机发展的主流。专家认为，虽然世界上的MCU品种繁多，功能各异，开发装置也互不兼容，但是客观发展表明，80C51可能最终形成事实上的标准MCU芯片。

我国开始使用单片机是在1982年，短短5年时间里发展极为迅速。1986年在上海召开了全国首届单片机开发与应用交流会，有的地区还成立了单片微型计算机应用协会，那是全国形成的第一次高潮。目前，单片机应用技术飞速发展，我们上因特网输入一个“单片机”进行搜索，将会看到上万个介绍单片机的网站，这还不包括国外的。与它相应的专业杂志现在也有很多，比如由单片机界的资深专家何立民主编的《单片机与嵌入式系统应用》杂志现已风靡电子界，91student.com（中国研究生人才网）曾在北京、上海、广州等大城市所做的一次专业人才需求报告中显示，单片机人才的需求量位居第一。