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单片机的发展历史 单片机发展历程简介

小编 2024-11-24 设计与开发 23 0

单片机发展历程简介

单片机的发展历程可分为以下4个主要阶段:

1. 初级阶段(1974—1976)

因制造工艺限制,集成度低,采用双芯片形式,且功能比较简单。

典型的代表产品有Fairchild公司的F8系列。其特点是:片内只包括了8位CPU,64B的RAM和2个并行口,需要外加一块3851芯片(内部具有1KB的ROM、定时器/计数器和2个并行口)才能组成一台完整的单片机。

2. 低性能阶段(1977—1978年)

在单片芯片内集成CPU、并行口、定时器/计数器、RAM和ROM等功能部件,但性能低,品种少,应用范围也不是很广。

典型的产品有Intel公司的MCS-48系列。其特点是,片内集成有8位的CPU,1KB或2KB的ROM,64B或128B的RAM,只有并行接口,无串行接口,有1个8位的定时器/计数器,中断源有2个。片外寻址范围为4KB,芯片有40个引脚。

3. 8位单片机结构成熟阶段(1979—1982年):

8位单片机存储容量和寻址范围增大,中断源、并行I/O口和定时器/计数器个数都有了不同程度的增加,并且集成有全双工串行通信接口。在指令系统方面增设了乘除法、位操作和比较指令。其特点是,片内包括了8位的CPU,4KB或8KB的ROM,128B或256B的RAM,具有串/并行接口,2个或3个16位的定时器/计数器,有5~7个中断源。片外寻址范围可达64KB,芯片引脚为40个。

代表产品有Intel公司的MCS-51系列,Motorola公司的MC6805系列,TI公司的TMS7000系列,Zilog公司的Z8系列等。

4. 16位单片机和8位高性能单片机并行发展阶段(1983年至今):

此阶段一方面发展16、32位单片机及专用型单片机;另一方面不断改进和完善8位单片机。16位单片机的制造工艺先进,集成度高,内部功能强,运算速度快,而且允许用户采用面向工业控制的专用编程语言,其特点是,片内包括了16位的CPU,8KB的ROM,232B的RAM,具有串/并行接口,4个16位的定时器/计数器,有8个中断源,具有看门狗(Watchdog),总线控制部件,增加了D/A和A/D转换电路,片外寻址范围可达64KB。

代表产品有Intel公司的MCS-96系列,Motorola公司的MC68HC16系列,TI公司的TMS9900系列,NEC公司的783××系列和NS公司的HPC16040等。然而,由于16位单片机价格比较贵,销售量不大,而大量应用领域需要的是高性能、大容量和多功能的新型8位单片机。

近年来出现的32位单片机,是单片机的顶级产品,具有较高的运算速度和性能。代表产品有Motorola公司的M68300系列、Hitachi(日立)公司的SH系列、ARM等。另外,意法半导体公司执行副总裁Claude Dardanne在2017年曾经透露:意法半导体公司计划在2018年推出64位的单片机。

从历史来看,单片机的发展从来没有止步。我们有理由相信随着时代的发展和科技的进步,单片机制造和应用技术也会一直向前发展,单片机性能必将会越来越好,应用必将会越来越广泛。

科普——单片机的前世今生

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说到单片机,电子行业的人员想必很是熟悉,但是对于一般人而言,还是一个相当陌生的名词。单片机,又名MCU,全称为:Microtroller Unit,即微处理单元。

大家对于手机,电脑这样的CPU很是了解,而单片机其实就是将CPU的功能无限缩减为最简单的样子,他不具备很快的运行速度与处理能力,一切为了能够以低成本的方式融入生活与生产之中。并且单片机中也分多个系列型号品牌,这些单片机分别拥有自己独有的特性和功能,有的功能极致简单,追求最便宜的成本;有些运行速度较快,适用一些对性能有要求的场景。

而关于单片机的前世,其实并不遥远,既然本质上与CPU同根同源,单片机的发展速度与CPU基本是吻合的。

单片机的前世

上世纪70年代初,第一个4位的微处理器诞生了,这正是真正意义上单片机的起源,而研发公司正是当前也大名鼎鼎的英特尔公司。但当时的微处理器处理能力低下,适用范围极小,所以并没有大面积应用。随后,英特尔并没有放弃这方面的研究,因为仪器仪表,家用电器等等方面的工业生产对此有着巨大的需求,必须让单片机这样襁褓中的婴儿茁壮成长,所以英特尔在70-80年代10年间积极推动单片机的发展,晶体管数量成倍增加,单片机的功能日渐丰富,于70年代后半段就已经出现了MCS系列为代表的8位MCU,其具有自己的RAM/ROM,并且还配置了8位并行的I/O接口,8位的定时器/计数器。

虽然对于现在的单片机而言,这些都是小儿科,但是对于单片机的发展而言,这些东西的出现正是推动着单片机走向仪器仪表,走向家用电器,走向工业生产的最大助力。之后在80年代、90年代,单片机的发展就转变为稳步发展,性能逐渐强悍,成本逐渐降低,可靠性越来越强,那么应用范围也自然越来越广泛。

单片机的今生

前面介绍了单片机以及单片机的起源发展,经历了半个世纪的发展,单片机在今天已经非常常见,几乎所有的家用电机、路灯—红绿灯、基建之中,都有微处理器的身影。

单片机有着许多核心的功能,比如:

定时器 (根据自身的主频,提供时基,实现计时/计数的功能);

IO口 (I—input,即为输入,O—output,即为输出,就是检测外部高低电平和输出高低电平的功能,这其实极为重要,一个IO口的高低电平就能通过外部电路,控制路灯的亮灭);

外部中断 (即为外部信号可以触发中断执行特定内容,这在信号采集中十分常见,也非常必要);

通信接口 (比如串口,IC,SPI等等,这些硬件通讯协议能够让两个MCU或者其它设备之间能进行稳定通讯,对于设备的拓展性有着极为重要的作用)。

拿我司举例,其实应用了非常多的不同型号/特性的单片机,比如针对工业信号采集的,就有IO检测、AD检测这些特性,就需要在这些方面表现优异的单片机;再比如需要具有音频相关功能,我们就会采用集成了相关功能的单片机或者模组。同时对于和电脑之间的通讯,则是运用到了串口外设,通过串口转USB,就可以与电脑进行通讯。我司作为一个常年使用各类单片机的嵌入式物联网公司,也能侧面反映单片机发展的缩影,单片机功能强大,种类繁多,能够适用于很多不同的场景。

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单片机的发展历史 是什么?

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[最佳回答]不可以,电子技术的发展历程不是这样的,先从模拟电子技术开端,详细的你可以看下电子技术方面的基础书

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