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单片微处理器又称单片机,它是将组成微型计算机的各个功能部件,例如中央处理器CPU、数据存贮器RAM、程序存贮器ROM、输入输出电路I/O、定时/计数电路TCC、中断控制电路INT等电路集成在一块芯片中,在应用时单块芯片即可构成一个完整的微型计算机系统的微处理器芯片。大部分单片微处理器只能处理数字信号,模拟信号需行A/D变换将其数字化后才能进行处理。
据总线、控制总线,这些引脚用以扩展并行外围器件都可通过串行口与单片机连接,另外,许多单片机已把所需要的外围器件及外设接口集成一片内,因此在许多情况下可以不要并行扩展总线,大大减省封装成本和芯片体积,这类单片机称为非总线型单片机。
这是按照单片机大致应用的领域进行区分的。一般而言,工控型寻址范围大,运算能力强;用于家电的单片机多为型,通常是小封装、格,外围器件和外设接口集成度高。 显然,上述分类并不是惟一的和严格的。例如,80C51类单片机既是通用型又是总线型,还可以作工控用。
单片机诞生于1971年,经历了SCM、MCU、SoC三大阶段,早期的SCM单片机都是8位或4位的。其中成功的是INTEL的8031,此后在8031上发展出了MCS51系列MCU系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高,开始出现了16位单片机,但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展,单片机技术得到了提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用,32位单片机迅速取代16位单片机的地位,并且进入主流市场。
而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高,处理能力比起80年代提高了数百倍。的32位Soc单片机主频已经超过300MHz,性能直追90年代中期的处理器,而普通的型号出厂价格跌落至1美元,的型号也只有10美元。
当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用,大量的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。而在作为掌上电脑和手机核心处理的单片机甚至可以直接使用的Windows和Linux操作系统。
SCM即单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)阶段,主要是寻求佳的单片形态嵌入式系统的佳体系结构。“创新模式”获得成功,奠定了SCM与通用计算机完全不同的发展道路。在嵌入式系统立发展道路上,Intel公司功不可没。
SoC嵌入式系统(System on Chip)式的立发展之路,向MCU阶段发展的重要因素,就是寻求应用系统在芯片上的大化解决,因此,单片机的发展自然形成了SoC化趋势。随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展,基于SoC的单片机应用系统设计会有较大的发展。因此,对单片机的理解可以从单片微型计算机、单片微控制器延伸到单片应用系统。
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