科普——单片机的前世今生

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。

重要提醒，单片机发展史，它到底是一个什么东西

MCU是Microcontroller Unit 的简称，中文叫微控制器，俗称单片机，是把CPU的频率与规格做适当缩减，并将内存、计数器、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制，诸如手机、PC外围、遥控器，至汽车电子、工业上的步进马达、机器手臂的控制等，都可见到MCU的身影。

单片机发展简史

单片机出现的历史并不长，但发展十分迅猛。 它的产生与发展和微处理器（CPU）的产生与发展大体同步，自1971年美国英特尔公司首先推出4位微处理器以来，它的发展到目前为止大致可分为5个阶段。下面以英特尔公司的单片机发展为代表加以介绍。

1971年~1976年

单片机发展的初级阶段。 1971年11月英特尔公司首先设计出集成度为2000只晶体管/片的4位微处理器英特尔4004，并配有RAM、 ROM和移位寄存器， 构成了第一台MCS—4微处理器， 而后又推出了8位微处理器英特尔8008， 以及其它各公司相继推出的8位微处理器。

1976年~1980年

低性能单片机阶段。 以1976年英特尔公司推出的MCS—48系列为代表， 采用将8位CPU、 8位并行I/O接口、8位定时/计数器、RAM和ROM等集成于一块半导体芯片上的单片结构， 虽然其寻址范围有限（不大于4 KB）， 也没有串行I/O， RAM、 ROM容量小， 中断系统也较简单， 但功能可满足一般工业控制和智能化仪器、仪表等的需要。

1980年~1983年

高性能单片机阶段。 这一阶段推出的高性能8位单片机普遍带有串行口，有多级中断处理系统， 多个16位定时器/计数器。片内RAM、 ROM的容量加大，且寻址范围可达64 KB，个别片内还带有A/D转换接口。

1983年~80年代末

16位单片机阶段。 1983年英特尔公司又推出了高性能的16位单片机MCS－96系列，由于其采用了最新的制造工艺， 使芯片集成度高达12万只晶体管/片。

1990年代

单片机在集成度、功能、速度、可靠性、应用领域等全方位向更高水平发展。

对单片机感兴趣的可以关注我，通过个人简介找到我，打开头像添加

单片机不是一门技术，而是一个工具。

对于工具，我们的目的是会熟练地使用它。

如果你看懂这句话，会少走很多弯路。

下面我来讲一下使用这个工具时，会涉及到的一些知识点。

1.单片机是什么？

2.单片机编程需要掌握哪些知识？

一、单片机是什么？

简单来说就是一个可编程的芯片，它的特点可通过不同程序和不同的电路实现不同产品的功能，价格便宜，功耗也低，所以非常适合去做各种消费类、工业、医疗、航空等智能控制。

这里只要有基本概念就行了，它就是一个芯片，可以通过程序控制它就够了。

二、单片机编程需要掌握哪些知识？

很多人学不会单片机，学不会编程，主要有以下几点：

1.学习方向不对

2.学习过程太枯燥，没正确培养自己的兴趣。

3.没人带

下面，我们逐个击破。

1.学习方向不对

这个我之前有篇文章写的很详细了，要学哪些，学到什么程度都写的很清楚，包括教程+工具都整理好了。

单片机入门到高级开挂学习路径(附教程+工具)

2.学习过程太枯燥

很多小伙伴喜欢先系统学一遍，最后才做项目。

如果你有足够的毅力可以这么做，但很多人都没有。

大多数人在学习过程感到枯燥，说白了缺的就是那种”即时反馈感”，或者叫成就感。

举个例子：

C语言我学完基本的语句，单片机学完定时器，这个时候我完全可以先做一个有意思的东西。

比如说定时炸弹来恶搞一下。

最重要是让自己感觉到，诶，这个单片机和C语言确实能干点实事啊。

很多人可能觉得这样很折腾，耽误进度。

其实最快的学习方法就是从项目中去学习，因为做项目的过程你会碰到很多问题。

解决问题的时候本身对你就是一种成长，当你积累到一定经验以后，再学后面的知识会游刃有余。

3.没人带

毋庸置疑，能找到一个行业经验丰富的人带你，1年顶别人2年甚至更长，这个可遇不可求，看缘分。

很多人可能会选择去培训班，效果有没有我不知道，毕竟自己没去报过。

我建议是找个人带你多做项目，多接触实际产品开发，不管是硬件还是程序，对自己提升都很有帮助，也更接近企业需求。

至于网上开发板以及智能小车之类的，定位是给入门者学习单片机和编程用的，跟实际产品开发还是有点差别。

实际产品更注重产品尺寸、成本、稳定性和开发周期。

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