摘要：?jiǎn)纹瑱C(jī)自問世以來，因其小巧靈活、成本低、控制能力強(qiáng)、易于產(chǎn)品化等優(yōu)勢(shì)，在社會(huì)各領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。本文對(duì)單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī) 發(fā)展 應(yīng)用

1 單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展

所謂單片機(jī)(mlcrocontroller)是指在一個(gè)集成芯片中，集成微處理器(CPU)、存儲(chǔ)器、基本的I／O接口以及定時(shí)／計(jì)數(shù)、通信部件，即在一個(gè)芯片上實(shí)現(xiàn)一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)的基本功能。1970年微型計(jì)算機(jī)研制成功之后，隨著就出現(xiàn)了單片機(jī)(即單片微型計(jì)算機(jī))。美國Intel公司1971年生產(chǎn)的4位單片機(jī)4004和1972年生產(chǎn)的雛形8位單片機(jī)8008，特別是1976年MCS-48單片機(jī)問世以來，在短短的二十幾年間，經(jīng)歷了四次更新?lián)Q代，其發(fā)展速度大約每二、三年要更新一代、集成度增加一倍、功能翻一番。其發(fā)展速度之快、應(yīng)用范圍之廣，已達(dá)到了驚人的地步，它已滲透到生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域。盡管目前單片機(jī)的品種很多，但其中最具典型性的當(dāng)數(shù)Intel公司的MCS-51系列單片機(jī)。MCS-51是在MCS-48的基礎(chǔ)上于80年代初發(fā)展起來的，雖然它仍然是8位的單片機(jī)，但其功能有很大的增強(qiáng)。由于PHILIPS、ATMEL、WELBORD、LG等近百家IC制造商都主產(chǎn)51系列兼容產(chǎn)品，具有品種全、兼容性強(qiáng)、軟硬件資料豐富等特點(diǎn)。因此，MCS-51應(yīng)用非常廣泛，成為繼MCS-48之后最重要的單片機(jī)品種。直到現(xiàn)在MCS-51仍不失為單片機(jī)中的主流機(jī)型。國內(nèi)尤以Intel的MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用最廣。由于8位單片機(jī)的高性能價(jià)格比，估計(jì)近十年內(nèi)，8位單片機(jī)仍將是單片機(jī)中的主流機(jī)型。

2 單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和在控制系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，以及設(shè)備向小型化、智能化發(fā)展，作為高新技術(shù)之一的單片機(jī)以其體積小、功能強(qiáng)、價(jià)格低廉、使用靈活等優(yōu)勢(shì)，顯示出很強(qiáng)的生命力。它和一般的集成電路相比有較好的抗干擾能力，對(duì)環(huán)境的溫度和濕度都有較好的適應(yīng)性，可以在工業(yè)條件下穩(wěn)定工作。且單片機(jī)廣泛地應(yīng)用于各種儀器儀表，使儀器儀表智能化，提高它們的測(cè)量速度和測(cè)量精度，加強(qiáng)控制功能。如MCS-51系列單片機(jī)控制的“船舶航行狀態(tài)自動(dòng)記錄儀”、“煙葉水分測(cè)試儀”、“智能超聲波測(cè)厚儀”等。單片機(jī)也廣泛地應(yīng)用于實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中，例如對(duì)工業(yè)上各種窯爐的溫度、酸度、化學(xué)成分的測(cè)量和控制。將測(cè)量技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)相結(jié)合，充分發(fā)揮其數(shù)據(jù)處理功能和實(shí)時(shí)控制功能，使系統(tǒng)工作處于最佳狀態(tài)，提高系統(tǒng)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。從航空航天、地質(zhì)石油、冶金采礦、機(jī)械電子、輕工紡織等行業(yè)的分布系統(tǒng)與智能控制以及機(jī)電一體化設(shè)備和產(chǎn)品，到郵電通信、日用設(shè)備和器械，單片機(jī)都發(fā)揮巨大作用。其應(yīng)用大致可分為以下幾方面：①機(jī)電一體化設(shè)備的控制核心。機(jī)電一體化是機(jī)械設(shè)備發(fā)展的方向。單片機(jī)的出現(xiàn)促進(jìn)了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，它作為機(jī)電產(chǎn)品的控制器，充分發(fā)揮其自身優(yōu)點(diǎn)，大大強(qiáng)化了機(jī)器的功能，提高了機(jī)器的自動(dòng)化、智能化程度。最典型的機(jī)電產(chǎn)品機(jī)器人，每個(gè)關(guān)節(jié)或動(dòng)作部位都是一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)。②數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)采集單元。大型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，要求數(shù)據(jù)采集的同步性和實(shí)時(shí)性要好。使用單片機(jī)作為系統(tǒng)的前端采集單元，由主控計(jì)算機(jī)發(fā)出采集命令，再將采集到的數(shù)據(jù)逐一送到主計(jì)算機(jī)中進(jìn)行處理。如有些氣象部門、油田采油部門以及電廠等均可采用這樣的系統(tǒng)。③分布控制系統(tǒng)的前端控制器。在直接控制級(jí)的計(jì)算機(jī)分布控制系統(tǒng)(DCS)中，單片機(jī)作為過程控制中每一分部操作或控制的控制器，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、反饋計(jì)算、控制輸出，并在上位機(jī)命令的指揮下進(jìn)行相應(yīng)協(xié)調(diào)工作。(④智能化儀表的機(jī)芯。自動(dòng)化儀表的智能化程度越來越高。采用單片機(jī)的智能化儀表可具有自整定、自校正、自動(dòng)補(bǔ)償和自適應(yīng)功能，還可進(jìn)行數(shù)字PID調(diào)節(jié)，軟件消除電流熱噪聲等等，解決傳統(tǒng)儀表所不能解決的難題。單片機(jī)的應(yīng)用使這種性能如虎添翼，如自動(dòng)計(jì)費(fèi)電度表、燃?xì)獗碇幸延羞@方面的應(yīng)用。許多工業(yè)儀表中的智能流量計(jì)，氣體分析儀、成分分析儀等也采用了這項(xiàng)技術(shù)。甚至有的保健治療儀中也采用了單片機(jī)控制。⑤消費(fèi)類電子產(chǎn)品控制。該應(yīng)用主要反映在家電領(lǐng)域，如洗衣機(jī)、空調(diào)器、保安系統(tǒng)、VCD視盤機(jī)、電子秤、IC卡、手機(jī)、BP機(jī)等。這些設(shè)備中使用了單片機(jī)機(jī)芯后，大大提高了其控制功能和性能，并實(shí)現(xiàn)了智能化、最優(yōu)化控制。⑥終端及外圍設(shè)備控制。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備，如銀行終端、商業(yè)POS(自動(dòng)收款機(jī))以及計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備如打印機(jī)、通信終端和智能化UPS等。在這些設(shè)備中使用單片機(jī)，使其具有計(jì)算、存儲(chǔ)、顯示、輸入等功能，具有和計(jì)算機(jī)連接的接口，使計(jì)算機(jī)的能力及應(yīng)用范圍大大提高。

總之，隨著信息時(shí)代的到來，傳統(tǒng)單片機(jī)固有的結(jié)構(gòu)缺陷，使其呈現(xiàn)出諸多弊端。其速度、規(guī)模、性能等指標(biāo)越來越難以滿足用戶需求、因此單片機(jī)芯片的開發(fā)，升級(jí)面臨著新的挑戰(zhàn)。