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發布時間:2021-08-15 13:14  
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單片機
單片機是指芯片本身,而單片機系統是為實現某一個控制應用需要由用戶設計的,是一個圍繞單片機芯片而組建的計算機應用系統,這是單片機應用系統。單片機開發系統是指單片機開發調試的工具。單片機自問世以來,性能不斷提高和完善,其資源又能滿足很多應用場合的需要,加之單片機具有集成度高、功能強、速度快、體積小、功耗低、使用方便、價格低廉等特點,正在逐步取代現有的多片微機應用系統。單片機自動完成賦予它的任務的過程,也就是單片機執行程序的過程,即一條條執行的指令的過程,所謂指令就是把要求單片機執行的各種操作用的命令的形式寫下來,這是在設計人員賦予它的指令系統所決定的,一條指令對應著一種基本操作;單片機所能執行的全部指令,就是該單片機的指令系統,不同種類的單片機,其指令系統亦不同。為使單片機能自動完成某一特定任務,必須把要解決的問題編成一系列指令(這些指令必須是選定單片機能識別和執行的指令),這一系列指令的集合就成為程序,程序需要預先存放在具有存儲功能的部件——存儲器中。存儲器由許多存儲單元組成,就像大樓房有許多房間組成一樣,指令就存放在這些單元里,單元里的指令取出并執行就像大樓房的每個房間的被分配到了僅有房間號一樣,每一個存儲單元也必須被分配到僅有的地址號,該地址號稱為存儲單元的地址,這樣只要知道了存儲單元的地址,就可以找到這個存儲單元,其中存儲的指令就可以被取出,然后再被執行。
單片機的發展歷史
單片機誕生于1971年,經歷了SCM、MCU、SoC三大階段,早期的SCM單片機都是8位或4位的。其中成功的是INTEL的8031,此后在8031上發展出了MCS51系列MCU系統。基于這一系統的單片機系統直到后來還在廣泛使用。隨著工業控制領域要求的提高,開始出現了16位單片機,但因為性價比不理想并未得到很廣泛的應用。90年代后隨著消費電子產品大發展,單片機技術得到了巨大提高。隨著INTEL i960系列特別是后來的ARM系列的廣泛應用,32位單片機迅速取代16位單片機的地位,并且進入主流市場。而傳統的8位單片機的性能也得到了飛速提高,處理能力比起80年代提高了數百倍。32位Soc單片機主頻已經超過300MHz,性能直追90年代中期的處理器,而普通的型號出廠價格跌落至1美元,型號也只有10美元。當代單片機系統已經不再只在裸機環境下開發和使用,大量的嵌入式操作系統被廣泛應用在全系列的單片機上。而在作為掌上電腦和手機核心處理的單片機甚至可以直接使用的Windows和Linux操作系統。
單片機的發展
單片機出現的歷史并不長,但發展十分迅猛。它的產生與發展和微處理器的產生與發展大體同步,自1971年美國Intel公司首先推出4位微處理器以來,它的發展到目前為止大致可分為5個階段。
單片機發展的初級階段(1971年至1976年):1971年11月Intel公司首先設計出集成度為2000只晶體管/片的4位微處理器Intel 4004, 并配有RAM、 ROM和移位寄存器, 構成了首臺MCS—4微處理器, 而后又推出了8位微處理器Intel 8008, 以及其它各公司相繼推出的8位微處理器。