微型计算机的应用形态从应用形态上,微型计算机可以分成三种:(1)多板机(系统机)将CPU、存储器、I/O接口电路和总线接口等组装在一块主机板(即微机主板)上,再通过系统总线和其它多块外设适配板卡连接键盘、显示器、打印机、软/硬盘驱动器及光驱等设备。各种适配板卡插在主机板的扩展槽上并与电源、软/硬盘驱动器及光驱等装在同一机箱内,再配上系统软件,就构成了一台完整的微型计算机系统(简称系统机)。工业PC机也属于多板机。(2)单板机将CPU芯片、存储器芯片、I/O接口芯片和简单的I/O设备(小键盘、LED显示器)等装配在一块印刷电路板上,再配上监控程序(固化在ROM中),就构成了一台单板微型计算机(简称单板机)。单板机图片单板机的I/O设备简单,软件资源少,使用不方便。早期主要用于微型计算机原理的教学及简单的测控系统,现在已很少使用。3)单片机在一片集成电路芯片上集成微处理器、存储器、I/O接口电路,从而构成了单芯片微型计算机,即单片机。三种应用形态的比较:系统机(多板机)单板机单片机系统机(桌面应用)属于通用计算机,主要应用于数据处理、办公自动化及辅助设计。单片机(嵌入式应用)属于专用计算机,主要应用于智能仪表、智能传感器、智能家电、智能办公设备、汽车及军事电子设备等应用系统。单片机体积小、价格低、可靠性高,其非凡的嵌入式应用形态对于满足嵌入式应用需求具有独特的优势。单片机的发展过程:
(1)第一阶段(1976一1978)
初级8位单片机以Intel公司首先推出的MCS-48系列单片机为代表。它以体积小、功能全、价格低等特点,赢得了广泛的应用,成为单片机发展过程中的一个重要阶段。(2)第二阶段(1978—1982)高档8位单片机Intel公司推出了完善、典型的MCS-51单片机系列。
①MCS-51设置了经典的8位单片机的总线结构,包括8位数据总线、16位地址总线、控制总线及具有多机通信功能的串行通信接口。
②CPU外围功能单元的集中管理模式。
③体现工控特性的位地址空间及位操作方式。
④指令系统趋于丰富和完善,增加了许多突出控制功能的指令。IntelMCS-51系列:51子系列:8031/8051/875152子系列:8032/8052/8752低功耗型80C31高性能型80C252廉价型89C2051/1051(3)第三阶段(1982—1990)16位单片机,也是单片机向微控制器发展的阶段。
随着MCS—5l系列的广泛应用,许多电气厂商竞相使用80C51的内核技术,将许多测控系统中使用的电路技术、接口技术、多通道A/D转换部件、可靠性技术等应用到单片机中,强化了智能控制器的特征。16位单片机IntelMCS-96系列8098/8096、80C198/80C196(4)第四阶段(1990之后)
高速、大寻址范围、强运算能力的8位/16位/32位通用型单片机,以及小型廉价的专用型单片机。
16位单片机凌阳系列32位单片机ARM7、ARM9、ARM1080960、…….单片机的种类很多,到目前为止,世界各国厂商已研制出大约50个系列、30多个品种的单片机的产品。最具典型代表的应属Intel公司的MCS-51系列单片机。直到现在MCS-51仍不失为单片机中的主流机型。这主要由于在工业控制、智能仪表、家用电器、IC卡等诸多应用领域,8位单片机系列在性能、价格两方面都做到了较好的兼顾。
估计在未来十年内,8位单片机仍将是单片机中的主流机型。第一章 单片机简介1.1什么是单片机1.2单片机的历史1.3单片机的发展趋势1.4单片机的应用1.5单片机的主要厂商及产品系列发展趋势主要有以下几个方面
1.多功能
在单片机中尽可能多地把应用所需的存储器、各种功能的I/O口都集成在一块芯片内,使单片机的功能更加强大。如把LED、LCD或VFD显示驱动器也开始集成在8位单片机中。增加了各种总线接口1.3单片机的发展趋势2.高性能
加快运算速度和提高系统可靠性,采用精简指令系统计算机RISC(ReducedInstructionSetComputer)结构和流水线技术,大幅度提高运行速度。现指令速度高者已达100MIPS(MillionInstructionPerSeconds,即兆指令每秒),并加强了位处理功能、中断