《机电一体化技术》课件-知识延伸：单片机的发展历史

第七章单片机知识延伸：单片机的发展历史目

录单片机的发展历史1单片机的发展趋势2一、单片机的发展历史1971年，美国Intel公司生产出了4位单片机4004，特点：结构简单、功能单一、控制能力较弱；1974年，美国Fairchild公司研制出第一台8位单片机F8；1976年9月，Intel公司推出了MCS-48系列单片机，成为真正意义的第一代单片机。也是单片机发展进程中的一个重要阶段，之后各公司竞相推出自己的单片机。一、单片机的发展历史单片机的发展大体可分为如下几个阶段：阶段时间代表产品特点应用低性能8位单片机阶段约1976～1978年Intel公司的MCS-48系列包含了一个8位的CPU、定时/计数器、并行I/O接口、ROM和RAM等主要用于工业控制领域高性能8位单片机阶段约1978～1982年1980年Intel公司推出高性能的MCS-51系列配置了外部并行总线和串行通信接口，规范了特殊功能寄存器的控制模式，增强了指令系统应用广泛8位单片机性能再次提高及16位单片机推出阶段1982～1990年有多家公司产品，其中以MCS-51系列单片机（8位）和Intel公司的MCS-96系列（16位）单片机全面发展阶段约1990～至今特点：品种多、高速、强运算能力、大寻址范围以及小型廉价、产品众多；32位机得到广泛应用二、单片机的发展趋势1.低功耗CMOS化、CHMOS化2.低噪声与高可靠性3.存储器大容量化4.高性能化5.外围电路内装化6.增强I/O及扩展功能二、单片机的发展趋势1.低功耗CMOS化、CHMOS化低功耗CMOS化、CHMOS化CMOS也即是互补金属氧化物半导体，现在的单片机基本都采用了CMOS半导体工艺，其特点是功耗低。CHMOS工艺，是CMOS和HMOS（高密度、高速度MOS）工艺的结合，同时具备了高速和低功耗的特点。二、单片机的发展趋势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，各单片机厂家在单片机内部电路中都采取了新的技术措施来提高它的可靠性。2.低噪声与高可靠性二、单片机的发展趋势3.存储器大容量化存储器大容量化运用新的工艺可使片内存储器大容量化，得以存储较大型的应用程序，这样可适应一些复杂控制的场合领域的要求。现如今单片机的寻址能力早已突破早期的64KB限制，片内存储器容量可达几十MB甚至数GB，今后还将会继续扩大。二、单片机的发展趋势4.高性能化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。采用精简指令集结构和流水线技术，可以大幅度提高运行速度，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。可以用软件模拟硬件I/O功能，由此引入了虚拟外设的新概念。二、单片机的发展趋势5.外围电路内装化外围电路内装化为适应更高要求的检测、控制，现今增强型的单片机集成了模/数转换器、数/模转换器、PWM（脉冲宽度调制电路）、WTD（看门狗）、LCD（液晶）驱动电路等。厂商还可根据用户要求量身定做单片机芯片。许多单片机都具有多种微型化的封装形式。二、单片机的发展趋势6.增强I/O及扩展功能增强I/O及扩展功能大多数单片机I/O引脚输出的是微弱电信号，驱动能力较弱，需增加外部驱动电路以驱动外围设备，现在有些单片机可以直接输出大电流和高电压，不需额外驱动模块即可驱动外围设备