下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
微型计算机已经进入千家万户，一台完整的计算机系统由以下部分构成：运算器、控制器、存储器、输入/输出设备。这些部分由若干集成电路做成相应功能的板卡，如果你拆开计算机机箱，就会看到一系列大大小小的板卡插在主板上。
单片机就是在一块硅片上集成了微处理器、存储器及各种输入/输出接口的芯片，这样一块芯片就具有了计算机的属性，因而被称为单片微型计算机，简称单片机。单片机除了具备一般微型计算机的功能外，为了增强实时控制能力，绝大部分单片机的芯片上还集成有定时器/计数器，某些增强型单片机还带有A/D转换器、D/A转换器、语音控制、PWM、WDT等功能部件。单片机在结构上的设计主要是面向控制的需要，因此，它在硬件结构、指令系统和I/O能力等方面均有其独特之处，其显著的特点之一就是非常有效的控制功能。所以，单片机不但与一般的微处理器一样，是一个有效的数据处理机，而且还是一个功能很强的过程控制机。
第一代：20世纪70年代后期，4位逻辑控制器件发展到8位。使用NMOS（N Channel Metal-Oxide-Semiconductor,N沟道金属氧化物半导体）工艺（速度低、功耗大、集成度低）。代表产品：MC6800、Intel 8048。
第二代：20世纪80年代初，采用CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，互补金属氧化物半导体）工艺，并逐渐被高速低功耗的HMOS（High-speed Metal-Oxide-Semiconductor，高速金属氧化物半导体）工艺代替。代表产品：MC146805,Intel 8051。
第三代：近年来，MCU（Micro Controuer Unit）的发展出现了许多新特点。
①在技术上，由可扩展总线型向纯单片型发展，即只能工作在单片方式。
②在降低功耗、提高可靠性方面，MCU工作电压已降至3.3 V。
③MCU的扩展方式，从并行总线型发展出各种串行总线。
第四代：FLASH的使用，使MCU技术进入了第四代。
目前单片机已经渗透到我们生活、工作的各个方面，几乎所有领域都能找到单片机的踪迹。计算机网络的传输需要单片机、工业自动化控制需要单片机、家用电器也需要单片机。例如，我们日常生活中所用的数字电子秤、医院的血压计，如果加上一些外围电路，就形成了一个完整的应用系统。单片机是一种可通过编程控制的微处理器，单片机芯片自身不能单独运用于某项工程或产品上，它必须依靠外围数字器件和模拟器件的协调才可发挥自身强大的功能。我们需要学习它的外围数字器件及模拟芯片知识，还要学习常用的外围电路设计与调试方法等。
单片机的主要应用领域如下：
①智能仪器仪表
单片机一方面提高了仪器仪表的使用功能和精度，使仪器仪表智能化；另一方面还简化了仪器仪表的硬件结构，从而可以方便地完成仪器仪表产品的升级换代。典型产品如各种智能电气测量仪表、智能传感器等。
②机电一体化产品
机电一体化产品是集机械技术、微电子技术、自动化技术和计算机技术于一体，具有智能化特征的各种机电产品。单片机在机电一体化产品的开发中可以发挥巨大的作用。典型产品如机器人、数控机床、自动包装机、点钞机、医疗设备、打印机、传真机、复印机等。
③实时工业控制
单片机可用于各种物理量的采集与控制。电流、电压、温度、液位、流量等物理参数的采集和控制均可利用单片机方便地实现。在这类系统中，利用单片机作为系统控制器，可以根据被控对象的不同特征采用不同的智能算法，实现期望的控制指标，从而提高生产效率和产品质量。典型应用如电机转速控制、温度控制、自动生产线等。
④家用电器
家用电器是单片机的又一重要应用领域，前景十分广阔。如空调器、电冰箱、洗衣机、电饭煲、高档洗浴设备、高档玩具等。
另外，在交通领域中，汽车、火车、飞机、航天器等均有单片机的广泛应用。如汽车自动驾驶系统、航天测控系统、黑匣子等。