1、第第1 1章章 单片机概述单片机概述o“信息高速公路”或因特网供应商每年约售出3亿台/件产品o 手机制造商每年约销售5亿部手机。o 单片机(MCU)市场每年销售量就超过50亿片,为众多日常用品提供智能。o 其中8位单片机的年销售量达到约30亿片。要想了解分布式智能市场,需要考察推动总体需求的动力、明确实现过程中的技术因素并确定一些新的应用。需求发展需求发展推动单片机应用推动单片机应用o 第一个需求趋势:越来越多的产品集成了电子控制来提供更好的功能、一般的消费者每天中午前接触到的物品中就包含近100个 从烤面包机、吹风机、无绳电话、安全系统、微波炉、洗衣到汽车的众多产品都加入了嵌入式智能器件来增
2、强可靠性、改善能效、保证安全、提高产品灵活性或简化用户接口。需求发展需求发展推动单片机应用推动单片机应用o 第二个需求趋势:就是在最终市场本身可能增长并不快的有些应用中,每个系统使用的单片机数量却在不断提高。汽车就是一个很好的例子。现在,每辆汽车平均包含3040个单片机,而仅仅几年前这一数字仅为10个左右。冰箱、空调和洗衣机等家用电器也开始在每个系统中使用多个单片机。在所有这些情况下,由于产品中使用多个单片机来提供嵌入式智能,因此这些产品中单片机使用量的增长速度远远高于这些产品本身的增长速度。需求发展需求发展推动单片机应用推动单片机应用o第三个趋势 全球电子类产品消费的增长。其中亚洲为这一增长
3、做出了重要贡献。随着生活水平的不断提高,一些过去认为奢侈的东西现在已成为生活必需品,从而刺激了对嵌入式智能产品的需求。技术发展技术发展影响单片机应用影响单片机应用 o制造技术。更小的光刻工艺提高了集成度,从而使芯片更小、成本更低、工作电压更低。但更低的工作电压也有副作用,更低工作电压的好处是可以降低系统的功耗和热耗散,从而使更小的电池供电系统成为可能。(有利蔽)技术发展技术发展影响单片机应用影响单片机应用o 闪存技术 第二个重要技术趋势是消费者接受可再编程单片机的速度。可再编程单片机是单片机市场中增长最快的部分。基于闪存的单片机与基于ROM的单片机在成本上的差距已迅速缩小。此外,随着软件复杂性
4、的增加,对闪存单片机这样的灵活解决方案的需要也在增长。技术发展技术发展影响单片机应用影响单片机应用o模拟模块集成技术 最后一个重要趋势是越来越多的复杂模拟模块集成到单片机中。单片机系统提供直接模拟接口已经变得相当普遍,而片内模数转换器(ADC)、掉电复位、低压降以及内部振荡器等特性已经成为许多单片机产品系列的标准特性。提示o 单片机应用给电子产品带来了分布式智能单片机概述单片机概述 在半导体硅片上集成了微处理器在半导体硅片上集成了微处理器(CPU)(CPU),存储器,存储器(RAM(RAM、ROMROM、EPROM)EPROM)和各种输入、输出接口。和各种输入、输出接口。微控制器微控制器 MC
5、U(MCU(MicroControllerMicroController Unit)Unit)专门针对某些产品的专门针对某些产品的特定用途特定用途而制作的单片机而制作的单片机 ,针对性强,针对性强且数量巨大。对且数量巨大。对系统结构的最简化、可靠性和成本的最佳化系统结构的最简化、可靠性和成本的最佳化等等方面都作了全面的考虑方面都作了全面的考虑 。“专用专用”单片机具有十分单片机具有十分明显的综合优势。明显的综合优势。1.2 1.2 单片机的历史及发展概况单片机的历史及发展概况o 四个阶段四个阶段:(1 1)美国)美国IntelIntel公司公司 MCS-51MCS-51系列及其增强型、扩展型系
6、列。系列及其增强型、扩展型系列。MCS-51MCS-51系列单片机在我国得到了广泛的应用,系列单片机在我国得到了广泛的应用,主流系列主流系列,软、软、硬件设计硬件设计资料丰富齐全。资料丰富齐全。1.CPU1.CPU的改进的改进 2 2存储器的发展存储器的发展(1 1)加大存储容量。)加大存储容量。(2 2)片内)片内EPROMEPROM采用采用E E2 2PROMPROM或或闪烁(闪烁(FlashFlash)存储器)存储器(3 3)程序保密化。)程序保密化。3 3片内片内I/OI/O的改进的改进(1 1)增加并行口的驱动能力,能直接输出)增加并行口的驱动能力,能直接输出大电流和高电压。大电流和
7、高电压。(2 2)增加)增加I/OI/O口的逻辑控制功能。口的逻辑控制功能。(3 3)设置了一些)设置了一些特殊的串行接口功能特殊的串行接口功能,构成,构成分布式、网络化分布式、网络化 系统系统 。4 4外围电路内装化外围电路内装化 器件集成度的不断提高,把众多的外围功能部件集成在片器件集成度的不断提高,把众多的外围功能部件集成在片内内系统的单片化系统的单片化。民品民品:0 0C C+70+70C C 如:如:AMTELAMTEL、PHILIPSPHILIPS、ANALOG DEVICESANALOG DEVICES、DALLASDALLAS公司。公司。o MCS-51MCS-51系列单片机及其兼容产品通常分成以下几类系列单片机及其兼容产品通常分成以下几类: