2008-09-07 19:51:00 zhangxinchunleo 阅读数 1498
  • 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。

    2489 人正在学习 去看看 朱有鹏
 

1.1 单片机的由来:

1971年微型计算机问世以来,由于实际应用的需要,微型计算机向两个不同的方向发展:一个是向高速度、大容量、高性能的高档微机方向发展;而另一个则是向稳定可靠、体积小和价格廉的单片机方向发展。但两者在原理和技术上是紧密联系的。

1.2单片机的名称:

单片机因将其主要组成部分集成在一个芯片上而得名,具体说就是把中央处理器CPU,随机存储器RAM,只读存储器ROM、中断系统、定时器/计数器以及I/O接口电路等主要微型机部件,集成在一块芯片上。虽然单片机只是一个芯片,但从组成和功能 上看,它已具备有了计算机系统的属性,为此称它为单片微型计算机SCMC,简称单片机。

1.3 单片机的发展

1971年微处理器的研制成功,不久后就出现了单片的微型计算机即单片机,最早的单片机是一位的。现在已经发展到32位。1976INTEL公司推出了8位的MCS—48系列单片机,它以体积小、控制功能全、价格低廉等特点受到广泛的应用和好评。其后,在MCS—48成功的刺激下,许多半导体芯片商研制自己的产品。到80年代末,世界各地已经相继研制大约50多个系列300多个品种的单片机产品。其中Motorola公司的68016802Zilog公司的Z-8系列,Rockwell公司的65016502等。从开始的一位机到现在的32位,单片机以惊人的速度向前发展。

 

1.4单片机的应用领域

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:   

1.在智能仪器仪表上的应用。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,结合不同类型的传感器,可实现诸如电压、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。

2.在工业控制中的应用。单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。 

3.在家用电器中的应用。可以这样说,现在的家用电器基本上都采用了单片机控制,从电饭褒、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,五花八门,无所不在。

4.在计算机网络和通信领域中的应用。现代的单片机普遍具备通信接口,可以很方便地与计算机进行数据通信,为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件,现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制,从手机,电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话,集群移动通信,无线电对讲机等。

5.单片机在医用设备领域中的应用。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。此外,单片机在工商,金融,科研、教育,国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。

 

二、  软件的应用

1.开发软件的使用说明

单片机开发板使用的编程软件可以用S52编程软件WAVE6000进行编写AT89S52单片机的源程序(汇编语言和C语言),并产生 .hex程序代码,利用S52下载软件Easy pro51将程序代码应用S52下载线下载到目标单片机AT89S52Flash中,相应的配套软件在光盘中可找到。当开发板的单片机使用的AVR系列Mega8515时,可用AVRC语言编程软件ICCAVR进行C语言程序编写,用AVR汇编语言编程软件进行汇编程序编写,产生.hex程序代码,利用AVR下载软件PonyProg将程序代码应用AVR下载线下载到目标单片机Mega8515Flash,相应的配套软件也在光盘中可找到。在光盘中还附有软件应用的安装教程,可使单片机学习者方便快捷地掌握单片机开发软件。
2008-10-15 16:54:00 xujunfeichengxuyuan 阅读数 133
  • 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。

    2489 人正在学习 去看看 朱有鹏
我想往单片机方向发展,有没有人给点建议,比如规划,应该从什么开始学
2010-11-06 13:22:00 chenwu128 阅读数 1072
  • 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。

    2489 人正在学习 去看看 朱有鹏

 

电子工程师的发展方向
一、电子电路设计,比如电源。      熟练使用Protel,Power PCB, ORCAD等软件,需要掌握的课程有《电路分析》、《模电》、《数电》、《高电》。这个方向也有需要用到单片机的,涉及单片机的会有专门的人来做。
这个方向叫电子工程师等。
二、单片机开发。      使用Kei C51软件,需要掌握的课程有《模电》、《数电》、《单片机原理及应用》、《C语言及数据结构》。其中单片机C语言是获得机会的关键。推荐教材:
人民邮电出版社 《8051系列单片机C程序设计完全手册》
机械工业出版社的《单片机原理及其应用教程》刘瑞薪主编,
电子工业出版社的《单片机程序设计及应用》(从基础到实践系列)杨将薪等
这个方向叫单片机工程师等。
三、ARM开发。     有三个方向:ARM+WinCE、ARM+LINUX、ARM+VXWORKS。需要掌握掌握 主流嵌入式微处理器的结构与原理,必须掌握一个嵌入式操作系统:WinCE或LINUX或VXWORKS,必须熟悉嵌入式软件开发流程并至少做过一个嵌入式软件项目。
清华出版社的《嵌入式系统设计师教程(2006版)》,魏洪兴主编
这个方向叫嵌入式软硬件开发工程师
四、FPGA/CPLD的嵌入式设计。       需要掌握的课程有《模电》、《数电》、《VHDL》、《ASIC》,软件有Max Plus 2或Quartus II。推荐教材:
科学出版社的《EDA技术实用教程(第二版)》潘松、黄继业编
江国强开的VHDL硬件描述语言课及其教材。
这个方向叫EDA工程师、FPGA工程师
五、网络技术。     先去考个CCNA(要花一千多),最好CCIE(培训加考试,4、5万吧,高风险)。需要掌握的课程就只有一门:《计算机网络》。看思科的教材,最好能参加思科培训。企业招网管的还是较多点,所以要能熟练配制windows/Linux下的FTP、Web、邮件等功能服务器。别指望学了网络技术,就可以进华为、运营商,机会渺茫得很,华为不缺网络技术方面的人,它更喜欢软件开发的;进运营商(如移动、联通)现在很多时候还得靠家庭背景。
这个方向叫网络工程师、系统管理员、网络管理员等。
六、纯软件。      要求:C、C++或J ava和数据结构,操作系统原理、软件工程等。    教材方面,和前面那些一样,尽量找一些一步一步教你做项目的,开发实例精讲的。

这个方向叫XX软件工程师等,比如:Java工程师。

2012-03-11 13:23:12 WIZnet2012 阅读数 4157
  • 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。

    2489 人正在学习 去看看 朱有鹏

我想对了学习单片机的人而言,肯定都想知道单片机目前的发展现状啊,据此来给自己指定学习目标吧,今天我搜集了一些单片机的发展现状,希望对大家有帮助,^ ^.

计算机系统的发展已明显地朝三个方向发展;这三个方向就是:巨型化,单片化,网络化。以解决复杂系统计算和高速数据处理的仍然是巨型机在起作用,故而,巨 型机在目前在朝高速及处理能力的方向努力。单片机在出现时,Intel公司就给其单片机取名为嵌入式微控制器(embedded microcontroller)。单片机的最明显的优势,就是可以嵌入到各种仪器、设备中。这一点是巨型机和网络不可能做到的。

在本文,介绍单片机的最新技术进步,包括数字单片机的工艺及技术,模糊单片机的工艺及技术,单片机的可靠性技术,以及以单片机为核心的嵌入式系统。

数字单片机的技术发展

数字单片机的技术进步反映在内部结构、功率消耗、外部电压等级以及制造工艺上。在这几方面,较为典型地说明了数字单片机的水平。在目前,用户对单片机的需要越来越多,但是,要求也越来越高。下面分别就这四个方面说明单片机的技术进步状况。

1、 内部结构的进步

单片机在内部已集成了越来越多的部件,这些部件包括一般常用的电路,例如:定时器,比较器,A/D转换器,D /A转换器,串行通信接口,Watchdog电路,LCD控制器等。

有 的单片机为了构成控制网络或形成局部网,内部含有局部网络控制模块CAN。例如,Infineon公司的C 505C,C515C,C167CR,C167CS-32FM,81C90;Motorola公司的68HC08AZ 系列等。特别是在单片机C167CS-32FM中,内部还含有2个CAN。因此,这类单片机十分容易构成网络。特别是在控制,系统较为复杂时,构成一个控 制网络十分有用。

为了能在变频控制中方便使用单片机,形成最具经济效益的嵌入式控制系统。有的单片机内部设置了专门用于变频控制的脉宽 调制控制电路,这些单片机有Fujitsu公司的MB89850系列、MB89860系列;Motorola 公司的MC68HC08MR16、MR24等。在这些单片机中,脉宽调制电路有6个通道输出,可产生三相脉宽调制交流电压,并内部含死区控制等功能。

特 别引人注目的是:现在有的单片机已采用所谓的三核(TrCore)结构。这是一种建立在系统级芯片(System on a chip)概念上的结构。这种单片机由三个核组成:一个是微控制器和DSP核,一个是数据和程序存储器核,最后一个是外围专用集成电路(ASIC)。这种 单片机的最大特点在于把DSP和微控制器同时做在一个片上。虽然从结构定义上讲,DSP是单片机的一种类型,但其作用主要反映在高速计算和特殊处理如快速 傅立叶变换等上面。把它和传统单片机结合集成大大提高了单片机的功能。这是目前单片机最大的进步之一。这种单片机最典型的有Infineon公司的 TC10GP;Hitachi公司的SH7410,SH7612等。这些单片机都是高档单片机,MCU都是32位的,而DSP采用16或32位结构,工作 频率一般在60MHz以上。

2、 功耗、封装及电源电压的进步

现在新的单片机的功耗越来越小,特别是很多单片机都设 置了多种工作方式,这些工作方式包括等待,暂停,睡眠,空闲,节电等工作方式。Philips公司的单片机P87LPC762是一个很典型的例子,在空闲 时,其功耗为1.5 mA,而在节电方式中,其功耗只有0.5mA。而在功耗上最令人惊叹的是TI公司的单片机MSP430系列,它是一个 16位的系列,有超低功耗工作方式。它的低功耗方式有LPM1、LPM3、LPM4三种。当电源为3V时,如果工作于 LMP1方式,即使外围电路处于活动,由于CPU不活动,振荡器处于1~4MHz,这时功耗只有50?A。在LPM3 时,振荡器处于32kHz,这时功耗只有1.3?A。在LPM4时,CPU、外围及振荡器32kHz都不活动,则功耗只有0.1?A。

现 在单片机的封装水平已大大提高,随着贴片工艺的出现,单片机也大量采用了各种合符贴片工艺的封装方式出现,以大量减少体积。在这种形势 中,Microchip公司推出的8引脚的单片机特别引人注目。这是PIC12CXXX系列。它含有0.5~2K程序存储器,25~128字节数据存储 器,6个I/O端口以及一个定时器,有的还含4道A/D ,完全可以满足一些低档系统的应用。扩大电源电压范围以及在较低电压下仍然能工作是今天单片机发展的目标之一。目前,一般单片机都可以在3.3~5.5V 的条件下工作。而一些厂家,则生产出可以在2.2~6V的条件下工作的单片机。这些单片机有Fujitsu公司的 MB89191~89195,MB89121~125A,MB89130系列等,应该说该公司的F2MC-8L系列单片机绝大多数都满足2.2~6V的工 作电压条件。而TI公司的MSP430X11X系列的工作电压也是低达2.2V的。

3、 工艺上的进步

现在的单片机基本上采用CMOS技术,但已经大多数采用了0.6?m以上的光刻工艺,有个别的公司,如Motorola公司则已采用0.35?m甚至是0.25?m技术。这些技术的进步大大地提高了单片机的内部密度和可靠性。

以单片机为核心的嵌入式系统

单 片机的另外一个名称就是嵌入式微控制器,原因在于它可以嵌入到任何微型或小型仪器或设备中。目前,把单片机嵌入式系统和Internet连接已是一种趋 势。但是,Internet一向是一种采用肥服务器,瘦用户机的技术。这种技术在互联上存储及访问大量数据是合适的,但对于控制嵌入式器件就成了"杀鸡用 牛刀"了。要实现嵌入式设备和Int ernet连接,就需要把传统的Internet理论和嵌入式设备的实践都颠倒过来。为了使复杂的或简单的嵌入式设备,例如单片机控制的机床、单片机控制 的门锁,能切实可行地和Internet连接,就要求专门为嵌入式微控制器设备设计网络服务器,使嵌入式设备可以和Internet相连,并通过标准网络 浏览器进行过程控制。

目前,为了把单片机为核心的嵌入式系统和Internet相连,已有多家公司在进行这方面的较多研究。这方面较为典型的有emWare公司和TASKING公司。

EmWare 公司提出嵌入式系统入网的方案--EMIT技术。这个技术包括三个主要部分:即emMicro, emGateway和网络浏览器。其中,emMicro是嵌入设备中的一个只占内存容量1K字节的极小的网络服务器; emGateway作为一个功能较强的用户或服务器,它用于实现对多个嵌入式设备的管理,还有标准的Internet 通信接入以及网络浏览器的支持。网络浏览器使用emObjicts进行显示和嵌入式设备之间的数据传输。

如果嵌入式设备的资源足够,则 emMicro和emGateway可以同时装入嵌入式设备中,实现Inter net的直接接入。否则,将要求emGateway和网络浏览器相互配合。EmWare的EMIT软件技术使用标准的 Internet协议对8位和16位嵌入式设备进行管理,但比传统上的开销小得多。

目前,单片机应用中提出了一个新的问题:这就是如何使8位、16位单片机控制的产品,也即嵌入式产品或设备能实现和互联网互连?

TASKING 公司目前正在为解决这个问题提供了途径。该公司已把emWare的EMIT软件包和有关的软件配套集成,形成一个集成开发环境,向用户提供开发方便。嵌入 互联网联盟ETI(embed the Internet Consortium)正在紧密合作,共同开发嵌入式Internet的解决方案。在不久将会有成果公布。

单片机应用的可靠性技术发展

在单片机应用中,可靠性是首要因素为了扩大单片机的应用范围和领域,提高单片机自身的可靠性是一种有效方法。近年来,单片机的生产厂家在单片机设计上采用了各种提高可靠性的新技术,这些新技术表现在如下几点:

1、 EFT(Ellectrical Fast Transient)技术

EFT 技术是一种抗干扰技术,它是指在振荡电路的正弦信号受到外界干扰时,其波形上会迭加各种毛刺信号,如果使用施密特电路对其整形,则毛刺会成为触发信号干扰 正常的时钟,在交替使用施密特电路和RC滤波电路时,就可以消除这些毛否则令其作用失效,从而保证系统的时钟信号正常工作。这样,就提高了单片机工作的可 靠性。Motorola公司的 MC68HC08系列单片机就采用了这种技术。

2、 低噪声布线技术及驱动技术

在传 统的单片机中,电源及地线是在集成电路外壳的对称引脚上,一般是在左上、右下或右上、左下的两对对称点上。这样,就使电源噪声穿过整块芯片,对单片机的内 部电路造成干扰。现在,很多单片机都把地和电源引脚安排在两条相邻的引脚上。这样,不仅降低了穿过整个芯片的电流,另外还在印制电路板上容易布置去耦电 容,从而降低系统的噪声。

现在为了适应各种应用的需要,很多单片机的输出能力都有了很大提高,Motorola公司的单片机I/O口的 灌拉电流可达8mA以上,而Microchip公司的单片机可达25mA。其它公司:AMD,Fujitsu,NEC ,Infineon,Hitachi,Ateml,Tosbiba等基本上可达8~20mA的水平。这些电流较大的驱动电路集成到芯片内部在工作时带来了 各种噪声,为了减少这种影响,现在单片机采用多个小管子并联等效一个大管子的方法,并在每个小管子的输出端串上不同等效阻值的电阻,以降低di/dt,这 也就是所谓"跳变沿软化技术",从而消除大电流瞬变时产生的噪声。

3、 采用低频时钟

高频外时钟是噪声源之一,不仅 能对单片机应用系统产生干扰,还会对外界电路产生干扰,令电磁兼容性不能满足要求。对于要求可靠性较高的系统,低频外时钟有利于降低系统的噪声。在一些单 片机中采用内部琐相环技术,则在外部时钟较低时,也能产生较高的内部总线速度,从而保证了速度又降低了噪声。Motorola公司的MC68HC08系列 及其1 6/32位单片机就采用了这种技术以提高可靠性。

结束语

单片机在目前的发展形势下,表现出几大趋势:

·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。

 

本文转自:

单片机发展现状即发展前景

http://www.zhongsou.net/%E5%8D%95%E7%89%87%E6%9C%BA/news/8482502.html



2018-11-03 23:52:23 weixin_42625444 阅读数 8
  • 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。

    2489 人正在学习 去看看 朱有鹏

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。

声明:本文系网络转载,版权归原作者所有。如涉及版权问题,请与我们联系,我们将根据您提供的版权证明材料支付稿费或删除内容。

往期精彩

简谈单片机与嵌入式的区别

嵌入式系统开发入门指南

如何准备学习单片机?

【电子开发圈】

  51 | STM | ARM | FPGA | PCB

  入门教程 | 电子百科 | 开发经验

  少废话多干货 | 一站式轻松学习

获取海量学习资料阅读原文

嵌入式的发展方向

阅读数 320

没有更多推荐了,返回首页