披荆斩棘!从5个阶段看单片机的成长史!

来源:建筑界编辑:方晨发布时间:2022-02-10 17:30:39

[摘要] 单片微型计算机(Single Chip Microcomputer),亦称微控制单元(Microcontroller Unit),简称MCU,是一种集成电路芯片。单片机出现的历史并不长,但发展十分迅猛。一起来看看它的成长史!


  单片微型计算机是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器(Central Process Unit;CPU)、随机存储器(Random Access Memory;RAM)、只读存储器(Read-Only Memory;ROM)、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统,在各个领域广泛应用。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的产生与发展大体同步,自1971年美国Intel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。

  单片机发展的初级阶段(1971年至1976年):

  1971年11月Intel公司首先设计出集成度为2000只晶体管/片的4位微处理器Intel 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Intel 8008,以及其它各公司相继推出的8位微处理器。

  低性能单片机阶段(1976年至1980年):

  以1976年Intel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。

  高性能单片机阶段(1980年至1990年):

  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。

  16位单片机阶段(1983年至1989年):

  1983年Intel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。

  全方位高水平发展阶段(1990年至今):

  到目前为止,单片机也有从传统的8位处理器平台向32位高级RISC处理器平台转变的趋势,但8位机依然难以被取代。8位单片机成本低,价格廉,便于开发,其性能可以满足大部分的需要,只有在航天、汽车、机器人等高技术领域,需要高速处理大量数据时,才需要选用16/32位,而在一般工业领域,8位通用型单片机,仍然是目前应用最广的单片机。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。

  单片机的特点是编程、维护相对复杂,编程方式常用C语言或者汇编语言,成本较低,I/O接口相对有限。

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