单片机发展历史课件

单击此处编辑母版标题样式,编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2016/2/29,#,单片机,发展历史,.,单片机 发展,1,一 什么是单片机,二 单片机的发展历程,三 单片机的发展趋势,.,一 什么是单片机二 单片机的发展历程三 单片机的,2,什么是单片机,单片机,(Microcontrollers),是一种集成电路芯片,，是,采用,超大规模集成,电路,技术把具有数据处理能力的中央处理器,CPU,、随机存储器,RAM,、只,读存储器,ROM,、多种,I/O,口和中断系统、定时器,/,计数器,等,功能,(,可能,还,包,括,显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器,、,A/D,转换器,等电路,),集成,到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统,，在工业控制,领域,广泛应用。从上世纪,80,年代，由当时的,4,位、,8,位单片机,，发展,到,现,在,的,300M,的高速单片机,。,.,什么是单片机 单片机(Microcontrolle,3,单片机的分类,按照其用途可分为通用型和专用型两大类,1.,通用型单片机就是其内部可开发的资源 如存储器,I/O,等各种外围功能部件等）可以全部提供给用户,通用型,专用型,单片机是专门,针对,某些产品的,特定用途而制作的单片机,专用型,.,单片机的分类 按照其用途可分为通用型和专用型两大类,4,单片机的发展历程,单片机,诞生于,20,世纪,70,年代末，经历了,SCM,、,MCU,、,SoC,三大阶段。单片机作为微型,计算,机,的一个重要分支，应用面很广,，发展,很快。自单片机诞生至今，已发展为上百种系列的,近,千,个机种。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,、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展,。,（,1,）,SCM,即单片微型计算机（,SingleChipMicrocomputer,）阶段，主要是寻求最佳的单片,形态,嵌入式,系统的最佳体系结构,。“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。在开创嵌入式系统独立发展道路上，,Intel,公司功不可没。,（,2,）,MCU,即微控制器（,MicroControllerUnit,）阶段，主要的技术发展方向是：不断扩展,满足,嵌入式,应用时，对象系统要求的各种外围电路与接口电路，突显其对象的智能化控制能力,。,它,所涉及的领域都与对象系统相关，因此，发展,MCU,的重任不可避免地落在电气、电子,技术,厂家,。从这一角度来看，,Intel,逐渐淡出,MCU,的发展也有其客观因素。在发展,MCU,方面，最,著,名,的厂家当数,Philips,公司。,Philips,公司以其在嵌入式应用方面的巨大优势，将,MCS-51,从单,片,微型计算机,迅速发展到微控制器。因此，当我们回顾嵌入式系统发展道路时，不要忘记,Intel,和,Philips,的历史功绩。,.,单片机的发展历程 单片机诞生于20世纪70年代末，经,5,单片机的发展历程,（,3,）单片机是嵌入式系统的独立发展之路，向,MCU,阶段发展的重要因素，就是寻求应用系统,在芯片上的最大化解决；因此，专用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。二、以,8,位单片机为起点,.,单片机的发展历程（3）单片机是嵌入式系统的独立发展之路，向M,6,四个阶段,第一阶段（,1976-1978,）：单片机的控索阶段。以,Intel,公司的,MCS48,为代表。,MCS48,的推出是在工控领域的控索，参与这一控索的公司还有,MotorolaZilo,等，,都取得了满意的效果。这就是,SCM,的诞生年代，“单机片”一词即由此而来。,第二阶段（,1978-1982,）单片机的完善阶段。,Intel,公司在,MCS48,基础上推出了,完善的、典型的单片机系列,MCS51,。它在以下几个方面奠定了典型的通用总线型,单片机体系结构。完善的外部总线。,MCS-51,设置了经典的,8,位单片机的总线结,构，包括,8,位数据总线、,16,位地址总线、控制总线及具有很多机通信功能的串行通信,接口。,CPU,外围功能单元的集中管理模式。体现工控特性的位地址空间及,位操作方式。指令系统趋于丰富和完善，并且增加了许多突出控制功能的指令。,.,四个阶段 第一阶段（1976-1978）：单片机,7,四个阶段,第三,阶段（,1982-1990,）：,8,位单片机的巩固发展及,16,位单片机的推出阶段，也是,单,片,机向微控制器发展的阶段。,Intel,公司,推出的,MCS96,系列单片机，将一些用于,测控,系统,的模数转换器、程序运行监视器、脉宽调制器等纳入片中，体现了单片机的微,控,制器,特征。随着,MCS51,系列的广应用，许多电气厂商竞相使用,80C51,为内核，将,许,多,测控系统中使用的电路技术、接口技术、多,通道,A/D,转换部件、可靠性技术等,应用,到,单片机中，增强了外围电路路功能，强化了智能控制的特征。,第四阶段（,1990,）：微控制器的全面发展阶段。随着单片机在各个领域全面深,入地发展和应用，出现了高速、大寻址范围、强运算能力的,8,位,/16,位,/32,位通用型单,片机，以及小型廉价的专用型单片机。,.,四个阶段 第三阶段（1982-1990）：8位单,8,单片机的发展趋势,（,1,）,CMOS,化近年由于,CHMOS,技术的进小，大大地促进了单片机的,CMOS,化。,CMOS,芯片除了低功耗特性之外，还具有功耗的,可控性,，使,单,片,机可以工作在功耗精细管理状态。这也是今后以,80C51,取代,8051,为,标准,MCU,芯片的原因。因为单片机芯片多数是,采用,CMOS,（金属栅氧化物）,半,导体,工艺生产。,CMOS,电路的特点是低功耗,、高密度,、低速度、低价格,。,采用,双极型半导体工艺的,TTL,电路速度快,，但,功耗和芯片面积较大,。随,着,技术和工艺水平的提高，又出现,了,HMOS,（高密度、高速度,MOS,）和,CH,MOS,工艺。,CHMOS,和,HMOS,工艺,的结合。目前生产的,CHMOS,电路,已,达到,L,STTL,的速度，传输延迟时间小于,2ns,，它的综合优势已在于,TTL,电路,。,因而,在,单片机领域,CMOS,正在逐渐取代,TTL,电路。,.,单片机的发展趋势 （1）CMOS化近年由于CH,9,单片机的发展趋势,（,2,）低功耗化单片机的功耗已从,Ma,级，甚至,1uA,以下,；使用,电压在,36V,之间,，完全适应电池工作。低功耗化的效应不仅是功耗低,，而且,带来了,产,品,的高可靠性、高抗干扰能力以及产品的便携化。,（,3,）低电压化几乎所有的单片机都有,WAIT,、,STOP,等,省电运行方式。,允,许,使用的电压范围越来越宽，一般在,36V,范围内工作。,低电压,供电的单,片,机,电源下限已可达,12V,。目前,0.8V,供电的单片机已经问世。,.,单片机的发展趋势（2）低功耗化单片机的功耗已从Ma级，甚至,10,单片机的发展趋势,（,4,）低噪声与高可靠性为提高单片机的抗电磁干扰能力，使产品能适应恶劣的工作环境,，,满足,电磁兼容性方面更高标准的要求，,各单,片厂家在单片机内部电路中都采用了新的技术,措,施,。大容量化以往单片机内,的,ROM,为,1KB4KB,，,RAM,为,64128B,。但在需要复杂,控制,的,场,合,，该存储容量是不够的，必须进行外接扩充。为了适应这种领域的要求，须运用新的工艺,，,使,片内存储器大容量化,。,目前，单片机,内,ROM,最大可达,64KB,，,RAM,最大为,2KB,。（,5,）,高性能,化,主要,是指,进一步,改进,CPU,的性能，加快指令运算的速度和提高系统控制的可靠性,。,采用精简,指令集（,RISC,）,结构和流水线技术，可以大幅度提高运行速度。现指令速度,最高,者,已,达,100MIPS,（,MillionInstructionPer,Seconds,，,即兆指令每秒），并加强了位处理功能、,中断,和定时控制功能,。这类单片机的运算速度比标准的单片机高出,10,倍,以上。由于这类单片机有,极,高的,指令速度，就可以用软件模拟其,I/O,功能，由此引入了虚拟外设的新概念。（,6,）小容量,、,低价格,化,.,单片机的发展趋势 （4）低噪声与高可靠性为提高单片机的,11,谢谢,.,谢谢.,12,