單片微型計算機

自1971年Intel公司製造出世界上第一塊微處理器芯片4004不久，就出現了單片微型計算機，經過之後的二三十年，單片機得到了飛速的發展，在發展過程中，單片機先後經過了4位機、8位機、16位機、32位機幾個有代表性的發展階段。

自1975年美國得克薩斯儀器公司首次推出4位單片機TMS-1000後，各個計算機生產公司相繼推出4位單片機，4位單片機的主要生產國是日本，如Sharp公司的SM系列、東芝公司的TLCS系列、NEC公司的Ucom75XX系列等。我國的有COP400系列單片機。4位單片機的特點是價格便宜，主要用於控制洗衣機、微波爐等家用電器及高檔電子玩具。

1976年9月，美國Intel公司首先推出MCS-48系列8位單片機，使單片機的發展進入了一個新的階段。隨後各個計算機公司先後推出各自的8位單片機。例如，仙童公司(Fairchild)的F8系列，摩托羅拉(Motorola)公司的6801系列，Zilog公司的Z8系列，NEC公司的uPD78)(X系列。

1978年以前，各廠‘家生產的8位單片機由於集成度的限制，一般都沒有串行接口，只提供小範圍的尋址空間(小於8KB)，性能相對較低，稱為低檔8位單片機。如Intel公司的MCS-48系列和仙童公司的airchildl的F8系列。

1978年以後，集成電路水平有所提高，出現了一些高性能的8位單片機，它們的尋址能力達到了64KB，片內集成了4～8KB的ROM，片內除了帶並行I/0接口外，還有串行I/0接口，甚至有些還集成～D轉換器。這類單片機稱為高檔8位單片機。如Intel公司的MCS-51系列，摩托羅拉(Motorola)公司的6801系列，Zilog公司的Z8系列，NEC公司的uPD78XX系列。

8位單片機由於功能強、價格低廉、品種齊全，被廣泛用於工業控制、智能接口、儀器儀表等各個領域。特別是高檔8位單片機，是使用的主要單片機機型。

1983年以後，集成電路的集成度可達到十幾萬只管/片，出現了16位單片機。16位單片機把單片機性能又推向了一個新的階段。它內部集成多個CPU，8KB以上的存儲器，多個並行接口，多個串行接口等，有的還集成高速輸入/輸出接口、脈衝寬度調製輸出、特殊用途的監視定時器等電路。如Intel公司的MCS．96系列，美國國家半導體公司的HPCI6040系列和NEC公司的783XX系列。

16位單片機往往用於高速複雜的控制系統。

近年來：各個計算機廠家已經推出更高性能的32位單片機，但在測控領域，對32位單片機的應用很少，因而，32位單片機使用得並不多。 ^[2] 

(1)集成度高、體積小。單片機將CPU、存儲器、I/o接口、定時器/計數器等各種作用部件集成在一塊晶體芯片上，體積小、節省空間，能靈活、方便地應用於各種智能化的控制設備和儀器，實現機電一體化。

(2)可靠性高．抗干擾性強。單片機把各種作用部件集成在一塊芯片上，內部採用總線結構，減少了各芯片之間的連線．大大提高了單片機的可靠性和抗干擾能力。另外．其體積小，對於強磁場環境易於採取屏蔽措施，適合在惡劣環境下工作．所以單片機應用系統的可靠性比一般的微機系統要高。

(3)功耗低。許多單片機的T作電壓只有2～4V．電流只有幾百毫A．功耗很低，適用於便攜式測控系統。

(4)控制作用強。單片機面向控制，實時控制功能強，CPU可以對I/()端口直接進行操作，可以進行位操作、分支轉移操作等，有針對性地完成從簡單到複雜的各類控制任務，同時能方便地實現多機控制，使整個系統的控制效率大為提高。

(5)可擴展性好。單片機具有靈活方便的外部擴展總線接口，當片內資源不夠使用時可以非常方便地進行片外擴展。另外，單片機具有越來越豐富的通信接口，如異步串行口SCI、同步串行口SPI、12 C、CAN總線，甚至有的單片機還集成了USB接口或以太網接口，這些豐富的通信接口使得單片機系統和外部計算機系統的通信變得非常容易。

(6)性價比高。為了提高速度和運行效率．單片機已開始使用RISC流水線和DSP等技術。單片機的尋址能力也已突破64KB的限制．有的已可達到1MB和16MB，片內的RoM容量可達62MB．RAM容量則可達2MB。由於單片機的廣泛使用．因而銷量極大．各大公司的商業競爭更使其價格十分低廉，其性能價格比優異。 ^[1] 

單片機按照用途，可分為通用型和專用型兩大類。

(1)通用型單片機的內部資源豐富，性能全面，適應能力強。用户可以根據需要設計各種不同的應用系統。

(2)專用型單片機是針對各種特殊場合專門設計的芯片。這種單片機的針對性強，設計時根據需要來設計部件。因此，它能實現系統的最簡化和資源的最優化，可靠性高、成本低，在應用中有很明顯的優勢。 ^[2]