什么是单片机？单片机的全称是单片微型计算机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示它。单片机又称为单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上，相当于一个微型的计算机。和计算机相比，单片机只缺少了I/O的对应设备。概括来讲，一片单片机就构成了一台计算机。单片机的体积小、质量轻、价格便宜，为学习、应用和开发提供了便利条件。因此，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。

1.1.1 单片机发展的4个阶段

单片机最早被用在工业控制领域。当今，单片机技术已成为计算机技术领域中的一个非常重要的分支。在不断地发展与完善中，单片机技术已经建立起属于自己的技术特征和应用环境等。按照单片机的生产技术水平，单片机的发展可分为以下4个过程。

1.4位单片机阶段

1971年，美国得州仪器公司首次推出4位单片机TMS1000后，各个计算机生产公司也迅速推出了属于自己的4位单片机。例如，大家熟知的美国国家半导体公司（National Semiconductor，NS）的COP4XX系列就是4位单片机系列，日本电气公司（Nippon Electric Company，NEC）的μPD75XX系列也是4位单片机系列。4位单片机的控制能力比较弱，多用于家用电器、电子玩具等控制器。

2.8位单片机阶段

美国的Inter公司在1976年9月推出了MCS-48系列的8位单片机，将单片机技术引入了8位单片机时代。随着半导体集成工艺的提高，各个MCU生产商纷纷推出了一些高性能的8位单片机。该类单片机集成了8位CPU、并行I/O、全双工串口、8位定时/计数器、A/D转换器，寻址范围超过4KB，并且具有更大的片内RAM和ROM等。其实，各个生产商生产的MCU都大同小异，只是有的MCU增加了D/A转换器、EEPROM及DMA传输功能等而已。8位单片机的控制能力较为出色，因此在各个行业中得到了广泛的应用。

3.16位单片机

16位单片机是在1983年以后发展起来的。顾名思义，此类单片机的CPU是16位的，其运算速度普遍高于8位单片机，并且外设接口更加丰富，支持高级语言等，多用于智能仪表等复杂的应用控制领域。典型的产品有美国得州仪器公司推出的MSP430系列单片机，它是一种16位超低功耗、具有精简指令集（RISC）的混合信号处理器（Mixed Signal Processor），称为混合信号处理器。

4.32位单片机

随着电子系统的迅速发展，32位单片机的应用前景广泛。32位单片机的字长为32位，为单片机中的顶端产品，具有极高的运算速度，其中部分产品还集成了内存管理单元（MMU），多用于嵌入式系统。美国微芯科技公司的PIC32系列，美国爱特梅尔半导体公司（ATMEL）的AVR32系列等都属于该类。

1.1.2 8位单片机的特点

从市场的需要情况看，当前8位单片机的市场依然最大。因此，8位单片机也有了新发展，主要体现在以下几个方面。

1.CPU功能增强

CPU的功能增强体现在CPU的运算速度和运算精度上。一般来说，旧的megaAVR系列单片机的最高频率为16MHz，新的兼容型单片机的最高频率达到20MHz，而ATMEL的Xmage系列单片机的最高频率可达到32MHz。

2.内部资源增加

在单片机硬件系统的设计中，都会考虑是否将资源集成到单片机内部，进而省去外部硬件开销，有效地减小产品的体积，提高产品的可靠性。现在已从集成一些总线的资源，如I ² C、SPI、CAN发展到集成一些特定功能的资源，如LCD驱动、电能计量等。

3.低电压、低功耗

当今社会一直都在提倡环保节能、降低能耗，在工业应用场合更注重这一方面。这对单片机系统的体积和功耗大小的要求是比较高的。单片机厂商改善工艺，纷纷推出了低功耗系列，其可用的最小电压在不断下降，并且提供了更多的模式来应对能耗的需求。 LC4XPJbrQq9IAIHCDNJdA1mt5VE7Vvw/hptwVETCQacLAtjScaxLSBypC2aeyY0q