2010-05-21 09:36:00 linice01 阅读数 607
  • 单片机有很多种-1.3.第1季第3部分

    本课程是《朱有鹏老师单片机完全学习系列课程》第1季第3个课程,主要讲了单片机的发展史,各种主流单片机的各自特点,STC51单片机的各系列的特点以及项目中如何选型主控单片机。

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单片机发展趋势

现在可以说单片机是百花齐放,百家争鸣的时期,世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机,从8位、16位到32位,数不胜数,应有尽有,有与主流C51系列兼容的,也有不兼容的,但它们各具特色,互成互补,为单片机的应用提供广阔的天地。

纵观单片机的发展过程,可以预示单片机的发展趋势,大致有:

1.低功耗CMOS化

          MCS-51系列的8031推出时的功耗达630mW,而现在的单片机普遍都在100mW左右,随着对单片机功耗要求越来越低,现在的各个单片机制造商基本都采用了CMOS(互补金属氧化物半导体工艺)。象80C51就采用了HMOS(即高密度金属氧化物半导体工艺)和CHMOS(互补高密度金属氧化物半导体工艺)。CMOS虽然功耗较低,但由于其物理特征决定其工作速度不够高,而CHMOS则具备了高速和低功耗的特点,这些特征,更适合于在要求低功耗象电池供电的应用场合。所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径。

 

2.微型单片化

          现在常规的单片机普遍都是将中央处理器(CPU)、随机存取数据存储(RAM)、只读程序存储器(ROM)、并行和串行通信接口,中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上,增强型的单片机集成了如A/D转换器、PMW(脉宽调制电路)、WDT(看门狗)、有些单片机将LCD(液晶)驱动电路都集成在单一的芯片上,这样单片机包含的单元电路就更多,功能就越强大。甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做,制造出具有自己特色的单片机芯片。

此外,现在的产品普遍要求体积小、重量轻,这就要求单片机除了功能强和功耗低外,还要求其体积要小。现在的许多单片机都具有多种封装形式,其中SMD(表面封装)越来越受欢迎,使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。

3.主流与多品种共存

          现在虽然单片机的品种繁多,各具特色,但仍以80C51为核心的单片机占主流,兼容其结构和指令系统的有PHILIPS公司的产品,ATMEL公司的产品和中国台湾的Winbond系列单片机。所以C8051为核心的单片机占据了半壁江山。而Microchip公司的PIC精简指令集(RISC)也有着强劲的发展势头,中国台湾的HOLTEK公司近年的单片机产量与日俱增,与其低价质优的优势,占据一定的市场分额。此外还有MOTOROLA公司的产品,日本几大公司的专用单片机。在一定的时期内,这种情形将得以延续,将不存在某个单片机一统天下的垄断局面,走的是依存互补,相辅相成、共同发展的道路。

2018-11-14 17:31:17 qq_19760839 阅读数 1337
  • 单片机有很多种-1.3.第1季第3部分

    本课程是《朱有鹏老师单片机完全学习系列课程》第1季第3个课程,主要讲了单片机的发展史,各种主流单片机的各自特点,STC51单片机的各系列的特点以及项目中如何选型主控单片机。

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0·标题起的有点大,我查阅了不少资料,再结合自身的经验做一些判断和说明,这些都仅仅供给您参考。

1·单片机是什么?

单片机是单片微型计算机的简称,是由中央处理器(控制器、运算器)、存储器、定时器/计数器、并行I/O接口、串行I/O接口、中断系统等组成的一个大规模或超大规模的集成电路芯片,只要连接晶振、复位电路即可构成单片机最小系统。为了便于大家理解,我绘制了下面这个图片:

图1-1 单片机基本组成

以上6个概念,加上“总线”这7个概念我在此不再赘述,可以查找相关书籍或者资料来自行理解,这里我只用通俗的说法做一下解释,希望能够帮助你有个大概的了解。

  1. 时钟振荡器:作为一个频率源,主要的作用就是给单片机提供一定频率的交变电流信号,通俗的讲就是给单片机“打节拍”,单片机执行的所有操作都必须在节拍的控制下进行,因为在需要时序的场合(比如IIC、UART通讯)就必须依赖始终振荡器产生的频率;对于AT89C52单片机经常使用11.0592MHz或者12MHz的晶振来为单片机提供系统时钟,STM32单片机经常选用8MHz晶振提供;除了外置晶振电路外,还有一些单片机内部就包含了晶振电路如N76E003(新唐单片机)就在内部提供振荡电路;
  2. 定时器/计数器:当我们确定了晶振频率之后,我们就很容易能够计算时间(具体的计算有些复杂,后续会说)。在需要使用定时器的时候我们就可以打开时钟来开始计时,一些常使用的场景就是精准延时、产生固定频率的PWM波形等。此外单片机内部也有一个计数器,主要作用就是对外部事件进行计数,通过外部中断来实现。
  3. 存储器:单片机的存储器包括程序存储器(flash ROM)和数据存储器(data RAM),主要的功能就是来存放程序和数据。程序是用来知识计算机如何操作,数据则是计算机操作的对象。如果你觉得单片机内部的存储器太小,也可以扩展外部存储器。下表为几种常用单片机的ROM和RAM大小表:
表1-1 常用单片机程序存储器和数据存储器大小
单片机名称 ROM RAM
AT89C52 8KB 256B*
STC89C52 8KB 512B
STM32F103C8T6 64KB 20KB
LPC1768FBD100 512KB 64KB

注:*:在keil UV4环境下选择AT89C52时,RAM大小为128B;

 

     4.I/O接口:I/O接口分为两类:并行I/O接口和串行I/O接口。其中并行I/O接口通常是独立的双向I/O接口,一般可软件配置为输入输出模式;串行I/O接口用于单片机和串行设备或者其他单片机之间的通讯。AT89C52单片机的并行I/O接口AD、DA端,一般增强型51或者stm32单片机都有单独的用于AD、DA转换的复用端口。当你想用AT89C52来实现ADC或者DAC时就需要加入别的模块来实现功能。

     5.总线:元器件之间的连线是我们看得见摸得着的连接,在单片机内部也有这样的连接线,虽然我们看不着,但是在控制器、运算器、存储器和I/O接口之间都有线相连接,分别被称为数据总线(Data Bus)、地址总线(Address Bus)和控制总线(Conrol Bus);需要注意的是除地址总线为单向总线外,其余两类总线为双向总线。

2.单片机有什么用处?

“单片机控制性能和可靠性高;体积小、价格低、易于产品化;外部扩展能力强;性能高、速度快;低功耗、低电压”。单片机在我们的生活中应用十分广泛,它处在我们生活中的各个角落。我之前学习单片机都觉得单片机只存在于自己的开发板上,时间久了慢慢发现,图书馆楼下的存储柜(超市的存储柜)里面用的就是简单51单片机,学校里的快递自提柜用的arm单片机,宿舍楼下的自助洗衣机、自动售卖机、玩具机器人、学校老旧的示波器(做实验时偶然拆开)、门禁卡等等几乎在我们生活的各个角落我们都和单片机有过接触。

单片机主要应用的领域包括:①·智能仪器仪表;②·工业自动化;③·机电一体化产品;④·交通导航;⑤·医疗器械;⑥·家用电器。我个人比较智能家居、智能医疗设备、工业控制这三个方向。

现在提倡的工业4.0就是在推崇更智能化、信息化的工厂,一些传统企业想要跟上节奏就必须做生产上的升级,这是一个很好的时机,学好单片机才能够抓住这个时机的尾巴。除了衣食住行,我们也离不开的就是医院了,每个人都会生病,能够做好一款医疗的检测或者辅助设备,也会给我们制造一个发展机会。智能家居概念火了一段时间了,但是目前这个行业发展的还不算成熟,生态系统还没有建成,市场认可度普遍比较低,如果我们坚持关注这个行业的发展,我相信未来还是有很大的机遇的。

3.单片机以后发展趋势怎么样?

     1.对于单片机以后的发展趋势:

     对于单片机来说,以后的发展可以概括为,更低的功耗,更小的体积,主流单片机和多品种共存。详细介绍请自行查阅。

     2.对于单片机从业者以后的发展趋势:

     为了更好地适应新的需求,无论是工业控制还是生活需求,单片机行业肯定会继续开发功能更强大的单片机,功能更多,性能更好,然而单片机的基础都是相通的。从我本科时就有学长告诉我好好学习51单片机,这个是基础。这些年做了些许项目,用了不同种类的单片机,回头发现这款普通的单片机就是最简单的。功能虽然不多,但是该有的功能都具备,有串口,有普通IO口,有定时器计数器,有中断等,这些基础的功能就足够我们来学习和认知单片机。

    入对门,摆正心态。单片机就像是凿子或者锤子这样的工具,拿到手里就可以使用。一个外行人或者一个小朋友拿到手里不多久也许就会使用了,但是如果你想让他短时间内雕刻一个高水平的雕塑就需要经验积累和耐心了。对自身要求高,不急于得到结果,我想这才是做单片机项目开发应当有的心态。

学好51单片机需要有C语言基础,懂一些电路知识,可以自学《数电》、《模电》。如果想更进一步还需要学习《数据结构》。这些都是单片机从业者最基本的需求。当我们有了这些基础知识,就可以接触一些小的项目,来实践和检验自己的认知。这个行业就是一个不断学习,螺旋上升的行业,你需要保持学习的态度,不断地注入新的知识和经验才能保持不落后,我想,这就是适应以后单片机行业未来趋势的最好方法。

 

2013-12-24 23:03:32 Augusdi 阅读数 2824
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单片机在目前的发展趋势

·     可靠性及应用越来越水平高和互联网连接已是一种明显的走向。

·    所集成的部件越来越多;NS(美国国家半导体)公司的单片机已把语音、图象部件也集成到单片机中,也就是说,单片机的意义只是在于单片集成电路,而不在于其功能了;如果从功能上讲它可以讲是万用机。原因是其内部已集成上各种应用电路。

·    功耗越来越低和模拟电路结合越来越多。

·    随着半导体工艺技术的发展及系统设计水平的提高,单片机还会不断产生新的变化和进步,最终人们可能发现:单片机与微机系统之间的距离越来越小,甚至难以辨认。
2019-03-29 09:34:23 qq_39863028 阅读数 65
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单片机简介

  • 定义:单片机微型单片机,是将单片机主机(CPU,内存和io接口)集成在一片硅片上的微型机。也称微控制器。
  • 单片机下一个阶段:嵌入式系统。(手机)

发展概况

  • 第一阶段 Intel公司推出的mcs-48
  • 第二阶段 mcs-51
  • 第三阶段 8位单片机以及十六位单片机以mcs-96

发展趋势

  • CPU改进
    • 采用双CPU结构,提高处理能力
    • 增加数据总线宽度
    • 采用流水线结构
  • 存储器发展
    • 增大存储容量
    • 片内eprom开始flash化
    • 程序保密化
  • 片内io改进
    • 增进并行口的驱动能力
    • 增加io口逻辑控制能力
    • 通信以及网络功能加强

技术指标

  - 字长:8位机,16位机..
  - 内存容量:8k,64k..1k=二的十次方个字节
  - 运算速度:时钟频率,主频,每秒运算速度6mhz,12mhz

运算基础

  - 模电:模拟变化量 连续变化量
  - 数电:两种状态,0,1。
  - 十进制:逢十进一,用于单片机输出,人机交互
  - 二进制:逢二进一,机器中的数据形式
  - 十六进制:逢十六进一,用于表示二进制数
 - 单片机主要功能方框图
  • c51单片机的主要功能方框图
  • 处理器(CPU)中央处理单元
  • 时钟:主频,计算机的心脏。主频越高,速度越快。
  • 存储器:放程序用的程序存储器以及放数据用的数据存储器。
  • 接口:定时器,串行通信接口,并行通信接口,以及扩展
  • 中断:打断计算机正常运行的程序。(中断具有优先级)
    • 内部中断
    • 外部中断

性能介绍

  • ram
  • rom(程序)
  • 并行口:一条指令可以控制,多位。
  • 串行口:只有一位。
2018-11-03 23:52:23 weixin_42625444 阅读数 7
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目前,单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、体积小、容量大、性能高、价格低和外围电路内装化等几个方向发展,如今世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机,单片机,亦称单片微电脑或单片微型计算机。它是把中央处理器(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、输入/输出端口(I/0)等主要计算机功能部件都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。现在的单片机正所谓是应有尽有,从八位,十六位到32位,根据单片机的发展过程可以看出单片机发展趋势大致有以下三种:

1.微型单片化:

现在的许多单片机都具有多种封装形式,其中SMD(表面封装)越来越受欢迎,使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。现在的产品普遍要求体积小、重量轻,这就要求单片机除了功能强和功耗低外,还要求其体积要小。甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做,制造出具有自己特色的单片机芯片。

  

2.主流与多品种共存:

现在虽然单片机的品种繁多,各有各的优点,但仍以80C51为核心的单片机占主流,在一定的时期内,这种情形将得以延续,将不存在某个单片机一统天下的垄断局面,走的是依存互补,相辅相成、共同发展的道路。

  

3.低功耗CMOS化:

现在的单片机普遍都在100mW左右,而MCS-51系列的8031推出时的功耗达630mW,随着对单片机功耗要求越来越低,现在的各个单片机制造商基本都采用了CMOS(互补金属氧化物半导体工艺)。CMOS虽然功耗较低,但由于其物理特征决定其工作速度不够高,而CHMOS则具备了高速和低功耗的特点,这些特征,更适合于在要求低功耗象电池供电的应用场合。象80C51就采用了HMOS(即高密度金属氧化物半导体工艺)和CHMOS(互补高密度金属氧化物半导体工艺)。所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径。


目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能IC卡,民用豪华轿车的安全保障系统,录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制,以及程控玩具、电子宠物等等,这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。因此,单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域,大致可分如下几个范畴:

智能仪器

  

单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点,广泛应用于仪器仪表中,结合不同类型的传感器,可实现诸如电压、电流、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化,且功能比起采用电子或数字电路更加强大。   例如精密的测量设备(电压表、功率计,示波器,各种分析仪)。

工业控制

  

单片机具有体积小、控制功能强、功耗低、环境适应能力强、扩展灵活和使用方便等优点,用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统、通信系统、信号检测系统、无线感知系统、测控系统、机器人等应用控制系统。例如工厂流水线的智能化管理,电梯智能化控制、各种报警系统,与计算机联网构成二级控制系统等。

家用电器

  

现在的家用电器广泛采用了单片机控制,从电饭煲、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备和白色家电等。

医用设备领域

  

单片机在医用设备中的用途亦相当广泛,例如医用呼吸机,各种分析仪,监护仪,超声诊断设备及病床呼叫系统等等。

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