单片机的应用与发展全解.ppt

单片机的应用与发展趋势单片机的应用与发展趋势目录 1.单片机的发展历史单片机的发展历史 3.单单片机片机的前景的前景 4.单单片机的片机的发发展展趋势趋势2.单片机应用单片机应用单片机的发展历史20世纪世纪70年代，微电子技术正处于发展阶段，集成电路属于中规模发年代，微电子技术正处于发展阶段，集成电路属于中规模发展时期，各种新材料新工艺尚未成熟，单片机仍处在初级的发展阶段，展时期，各种新材料新工艺尚未成熟，单片机仍处在初级的发展阶段，元件集成规模还比较小，功能比较简单。元件集成规模还比较小，功能比较简单。1976年年INTEL公司推出了公司推出了MCS-48八位单片机，它以体积小，功能全，八位单片机，它以体积小，功能全，价格低赢得了广泛的应用，为单片机的发展奠定了基础。价格低赢得了广泛的应用，为单片机的发展奠定了基础。80年代，世界各大公司均竞相研制出品种多功能强的单片机，约有几十年代，世界各大公司均竞相研制出品种多功能强的单片机，约有几十个系列，此时的大容量单片机使单片机发展到了一个全新阶段。个系列，此时的大容量单片机使单片机发展到了一个全新阶段。九十年代，美国九十年代，美国Microchip公司发布了一种完全不兼容公司发布了一种完全不兼容MCS-51的新的新一代一代PIC系列单片机，特别它的产品只有系列单片机，特别它的产品只有33条精简指令集吸引了不条精简指令集吸引了不少用户，使人们从少用户，使人们从INTEL的的111条复杂指令集中走出来。条复杂指令集中走出来。PIC单片单片机获得了快速的发展，在业界中占有一席之地。机获得了快速的发展，在业界中占有一席之地。1990年美国年美国INTEL公司推出了公司推出了80960超级超级32位单片机相继投放市场，位单片机相继投放市场，成为单片机发展史上又一个重要的里程碑。成为单片机发展史上又一个重要的里程碑。单片机应用1.在智能仪器仪表上的应用在智能仪器仪表上的应用 2.在工业控制中的应用在工业控制中的应用 3.在家用电器中的应用在家用电器中的应用 4.在计算机网络和通信领域中的应用在计算机网络和通信领域中的应用 5.单片机在汽车电子产品中的应用。单片机在汽车电子产品中的应用。6.在各种大型电器中的模块化应用在各种大型电器中的模块化应用在智能仪器仪表上的应用v单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化。能化、微型化。在工业控制中的应用 v用单片机可以构成形式多样的控制系统、用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。与计算机联网构成二级控制系统等。在家用电器中的应用 v现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭褒、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他电饭褒、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备，五花八门，音响视频器材、再到电子秤量设备，五花八门，无所不在。无所不在。在计算机网络和通信领域中的应用 v现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，现在的通设备间的应用提供了极好的物质条件，现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机，信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机，电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话，集群移动通信，无线电对讲机等。移动电话，集群移动通信，无线电对讲机等。在计算机网络和通信领域中的应用 单片机在汽车电子产品中的应用。v现代汽车的集中显示系统、动力监测控制系统、自动驾驶现代汽车的集中显示系统、动力监测控制系统、自动驾驶系统、通信系统和运行监视器等装置中都离不开单片机。系统、通信系统和运行监视器等装置中都离不开单片机。特别是采用现场总线的汽车控制系统中，以单片机担当核特别是采用现场总线的汽车控制系统中，以单片机担当核心的节点通过协调、高效的数据传送不仅完成了复杂的控心的节点通过协调、高效的数据传送不仅完成了复杂的控制功能，而且简化了系统结构。汽车家庭化是我国未来十制功能，而且简化了系统结构。汽车家庭化是我国未来十年的一个热点。而单片机应用则是提高汽车质量的一项重年的一个热点。而单片机应用则是提高汽车质量的一项重要支撑技术。目前，在高档乘用车中已普遍有二三十片单要支撑技术。目前，在高档乘用车中已普遍有二三十片单片机被用于空调、音响、仪表盘、自动窗、遥控门、自控片机被用于空调、音响、仪表盘、自动窗、遥控门、自控前后盖、空气质量监测、反射镜角度调整、自动灭火、防前后盖、空气质量监测、反射镜角度调整、自动灭火、防盗报警等项控制。而更重要的应用则是在控制发动机、传盗报警等项控制。而更重要的应用则是在控制发动机、传动器、制动器、安全气囊、车载全球定位系统（动器、制动器、安全气囊、车载全球定位系统（GPS）等）等方面。目前，国产汽车在此领域的开发应用尚不能满足需方面。目前，国产汽车在此领域的开发应用尚不能满足需求，这正是电子技术人员可以大展拳脚的领域。求，这正是电子技术人员可以大展拳脚的领域。单片机在汽车电子产品中的应用。在各种大型电器中的模块化应用v某些专用单片机设计用于实现特定功能，从而某些专用单片机设计用于实现特定功能，从而在各种电路中进行模块化应用，而不要求使用人在各种电路中进行模块化应用，而不要求使用人员了解其内部结构。如音乐集成单片机，看似简员了解其内部结构。如音乐集成单片机，看似简单的功能，微缩在纯电子芯片中（有别于磁带机单的功能，微缩在纯电子芯片中（有别于磁带机的原理），就需要复杂的类似于计算机的原理。的原理），就需要复杂的类似于计算机的原理。如：音乐信号以数字的形式存于存储器中（类似如：音乐信号以数字的形式存于存储器中（类似于于ROM），由微控制器读出，转化为模拟音乐电），由微控制器读出，转化为模拟音乐电信号（类似于声卡）。信号（类似于声卡）。在大型电路中，这种模块化应用极大地缩小了体在大型电路中，这种模块化应用极大地缩小了体积，简化了电路，降低了损坏、错误率，也方便积，简化了电路，降低了损坏、错误率，也方便于更换。于更换。其他此外，单片机在工商，金融，科研、教育，国防航此外，单片机在工商，金融，科研、教育，国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。空航天等领域都有着十分广泛的用途。单单片机的片机的发发展展趋势趋势1.低功耗低功耗CMOS化化2.2.微型单片化微型单片化低功耗vCMOS，全称，全称Complementary Metal OxiSemiconductor，即互补金属氧化物半导体，是一种大，即互补金属氧化物半导体，是一种大规模应用于集成电路芯片制造的原料。采用规模应用于集成电路芯片制造的原料。采用CMOS技术可以将技术可以将成对的金属氧化物半导体场效应晶体管（成对的金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）集成在一）集成在一块硅片上。该技术通常用于生产块硅片上。该技术通常用于生产RAM和交换应用系统，在计算和交换应用系统，在计算机领域里通常指保存计算机基本启动信息（如日期、时间、启机领域里通常指保存计算机基本启动信息（如日期、时间、启动设置等）的动设置等）的RAM芯片。芯片。vMCS-51系列的系列的8031推出时的功耗达推出时的功耗达630mW，而现在的单，而现在的单片机普遍都在片机普遍都在100mW左右，随着对单片机功耗要求越来越低，左右，随着对单片机功耗要求越来越低，现在的各个单片机制造商基本都采用了现在的各个单片机制造商基本都采用了CMOS(互补金属氧化互补金属氧化物半导体工艺物半导体工艺)。象。象80C51就采用了就采用了HMOS(即高密度金属氧即高密度金属氧化物半导体工艺化物半导体工艺)和和CHMOS(互补高密度金属氧化物半导体工互补高密度金属氧化物半导体工艺艺)。CMOS虽然功耗较低，但由于其物理特征决定其工作速虽然功耗较低，但由于其物理特征决定其工作速度不够高，而度不够高，而CHMOS则具备了高速和低功耗的特点，这些特则具备了高速和低功耗的特点，这些特征，更适合于在要求低功耗象电池供电的应用场合。所以这种征，更适合于在要求低功耗象电池供电的应用场合。所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径。工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径。微型单片化v现在常规的单片机普遍都是将中央处理器现在常规的单片机普遍都是将中央处理器(CPU)、随、随机存取数据存储机存取数据存储(RAM)、只读程序存储器、只读程序存储器(ROM)、并行、并行和串行通信接口，中断系统、定时电路、时钟电路集成在和串行通信接口，中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上，增强型的单片机集成了如一块单一的芯片上，增强型的单片机集成了如A/D转换转换器、器、PMW(脉宽调制电路脉宽调制电路)、WDT(看门狗看门狗)、有些单片、有些单片机将机将LCD(液晶液晶)驱动电路都集成在单一的芯片上，这样单驱动电路都集成在单一的芯片上，这样单片机包含的单元电路就更多，功能就越强大。甚至单片机片机包含的单元电路就更多，功能就越强大。甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做，制造出具有自己特厂商还可以根据用户的要求量身定做，制造出具有自己特色的单片机芯片。色的单片机芯片。v此外，现在的产品普遍要求体积小、重量轻，这就要此外，现在的产品普遍要求体积小、重量轻，这就要求单片机除了功能强和功耗低外，还要求其体积要小。现求单片机除了功能强和功耗低外，还要求其体积要小。现在的许多单片机都具有多种封装形式，其中在的许多单片机都具有多种封装形式，其中SMD(表面封表面封装装)越来越受欢迎，使得由单片机构成的系统正朝微型化越来越受欢迎，使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。方向发展。结束语v 在此期间通过查阅相关资料简单总结了单片机的在此期间通过查阅相关资料简单总结了单片机的应用、发展以及影响等方面的知识，简明介绍当应用、发展以及影响等方面的知识，简明介绍当前单片机的应用领域以及发展历程、发展前景。前单片机的应用领域以及发展历程、发展前景。期望在单片机发展迅速、应用领域不断扩大的当期望在单片机发展迅速、应用领域不断扩大的当今社会能有一个更好的发展。今社会能有一个更好的发展。Thank You!