INTEL51系列单片机系统的发展前景分析及发展趋势分析

单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。90年代后随着消费电子产品大发展,单片机技术得到了巨大的提高。用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。可以说,掌握用C语言单片机编程很重要,可以大大提高开发的效率。

单片机又称单片机,因为它最早应用于工业控制领域。 微控制器是从专用处理器发展而来的,芯片中只有一个CPU。 最早的设计理念是将大量的外围器件和CPU集成到一颗芯片中,使计算机系统变得更小,更容易集成到复杂和要求较高的控制设备中。 INTEL的Z80是第一个按照这个思想设计的处理器。 此后,微控制器和专用处理器的发展就分道扬镳了。

早期的微控制器都是8位或4位的。 最成功的是INTEL的8031,它以其简单、可靠和良好的性能而受到极大的赞誉。 此后,基于8031开发了MCS51系列微控制器系统。基于该系统的微控制器系统至今仍被广泛使用。 随着工业控制领域的要求提高,16位单片机开始出现,但由于性价比不理想,并未得到广泛应用。 随着20世纪90年代后消费电子产品的快速发展,微控制器技术得到了很大的提高。 随着INTEL i960系列,尤其是后来的ARM系列的广泛应用,32位单片机迅速取代了16位单片机的高端地位,进入主流市场。 传统8位微控制器的性能也得到了迅速提升,处理能力比20世纪80年代提高了数百倍。 目前,高端32位微控制器的主频已超过300MHz,其性能正在紧追20世纪90年代中期的专用处理器。 普通型号出厂价已降至1美元,最高端型号仅10美元。 现代微控制器系统不再仅在裸机环境中开发和使用。 全系列微控制器上广泛应用了大量的专用嵌入式操作系统。 而作为掌上电脑和手机的核心处理的高端微控制器甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。

微控制器比专用处理器最适合嵌入式系统,因此应用最多。 事实上,微控制器是世界上数量最多的计算机。 微控制器几乎集成到现代人类生活中使用的所有电子和机械产品中。 手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑、鼠标等电脑配件都配备有1-2个微控制器。 个人计算机中还将有大量的微控制器工作。 汽车一般配备40多个微控制器,复杂的工业控制系统甚至可能有数百个微控制器同时工作! 微控制器的数量不仅远远超过个人电脑和其他计算设备的数量总和,甚至超过了人类的数量。

单片机又称单片机,不是完成某种逻辑功能的芯片,而是将计算机系统集成到一块芯片上。 简而言之:芯片变成了计算机。 其体积小、重量轻、价格便宜,为学习、应用和开发提供了便利的条件。 同时,学习使用单片机是了解计算机原理和结构的最佳选择。

微控制器还使用与计算机功能类似的模块,如CPU、内存、并行总线以及与硬盘具有相同功能的存储设备。 不同的是,这些部件的性能比我们家用电脑弱很多,但价格也低。 一般不超过10块钱……用它来做一些控制电器之类不是很复杂的工作就够了。 在我们现在使用的全自动滚筒洗衣机、抽油烟机、VCD等家电中都可以看到它的身影! ….主要作为控制部分的核心部件。

它是一台在线实时控制计算机。 在线即现场控制,要求抗干扰能力强、成本低。 这也是与离线计算机(例如家用PC)的主要区别。

微控制器依赖于程序并且可以修改。 不同的功能是通过不同的程序来实现的,特别是一些特殊的、独特的功能。 这是其他设备需要付出很大努力才能实现的,有的即使付出很大努力也很难实现。 如果用纯硬件实现一个不是很复杂的功能比如20世纪50年代美国开发的74系列或者1960年代的CD4000系列,电路一定是一块大PCB板! 但如果采用20世纪70年代美国市场上成功推出的一系列微控制器,电路一定是这样的,结果就会大不相同! 只因为单片机可以通过你编写的程序实现高智能、高效率、高可靠性!

由于微控制器对成本敏感,目前占主导地位的软件仍然是最低级的汇编语言。 它是除二进制机器代码之外的最低级语言。 如果它的级别这么低,为什么还要使用它呢? 很多高级语言已经达到了这个水平。 为什么不使用可视化编程的水平呢? 原因很简单,那就是微控制器没有像家用电脑一样的CPU,也没有像硬盘一样的大容量存储设备。 用可视化高级语言编写的小程序即使只有一个按钮,大小也会达到几十K! 对于家用PC的硬盘来说这不算什么,但是对于微控制器来说就无法接受了。 微控制器在硬件资源方面的利用率一定是非常高的,因此虽然汇编很原始,但仍然被广泛使用。 同理,如果超级计算机上的操作系统和应用软件运行在家用PC上,家用PC也将无法承受。

可以说,二十世纪跨越了三个“电”时代,即电气时代、电子时代和现在已经进入的计算机时代。 不过,这种计算机通常指的是个人计算机,简称PC。 它由主机、键盘、显示器等组成。还有一种大多数人不太熟悉的计算机。 这种计算机是向各种机器赋予智能的单片计算机(也称为微控制器)。 顾名思义,这种计算机的最小系统仅使用一块集成电路来进行简单的计算和控制。 由于体积小,通常隐藏在被控机器的“肚子”里。 它在整个设备中扮演着与人类思维相同的角色。 如果出现问题,整个设备就会瘫痪。 如今,这种单片机的应用领域非常广泛,如智能仪表、实时工业控制、通讯设备、导航系统、家用电器等,各种产品一旦使用了单片机,就可以起到升级换代的作用。产品。 “智能”这个形容词经常放在产品名称前面,比如智能洗衣机。 如今,一些工厂的技术人员或其他业余电子开发人员生产的一些产品,要么电路过于复杂,要么功能过于简单,很容易被抄袭。 原因可能是该产品没有使用微控制器或其他可编程逻辑器件。

单片机的应用领域

目前,单片机已经渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到一个没有单片机踪迹的区域。 导弹导航装置、飞机上各种仪表的控制、计算机网络通信和数据传输、工业自动化过程的实时控制和数据处理、广泛使用的智能IC卡、民用豪华汽车的安全系统、视频机器、摄像机的控制、全自动洗衣机,以及程控玩具、电子宠物等都离不开单片机。 更不用说自动控制领域的机器人、智能仪器、医疗设备了。 因此,单片机的学习、开发和应用将造就一批计算机应用和智能控制方面的科学家和工程师。

微控制器广泛应用于仪器仪表、家用电器、医疗器械、航空航天、特种设备智能管理和过程控制等领域,大致可分为以下几类:

1、在智能仪表中的应用

微控制器具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、小型化、易用等优点。 它们广泛应用于仪器仪表中。 与不同类型的传感器组合,可实现电压、功率、频率、湿度、温度等功能。流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制,使仪器数字化、智能化、小型化,其功能比采用电子或数字电路的仪器更加强大。 例如精密测量设备(功率计、示波器、各种分析仪)。

2、在工业控制中的应用

使用微控制器可以构建各种控制系统和数据采集系统。 例如工厂流水线的智能化管理、电梯的智能控制、各种报警系统、与计算机联网形成二次控制系统等。

3、在家用电器中的应用

可以说,如今的家用电器基本上都是由单片机控制的,大到电饭锅、洗衣机、冰箱、空调、彩电等音视频设备,大到电子称重设备,种类繁多,无处不在。 。

4.计算机网络与通信领域的应用

现代微控制器一般都具有通信接口,可以方便地与计算机进行通信,为计算机网络和通信设备中的应用提供了优良的物质条件。 当今的通信设备基本实现了单片机的智能控制。 手机、电话机、小型程控交换机、楼宇自动通讯呼叫系统、列车无线通讯,再到日常工作中随处可见的手机、集群移动通讯、无线对讲机等。

5、单片机在医疗设备领域的应用

微控制器还广泛应用于医疗设备,如医用呼吸机、各种分析仪、监护仪、超声波诊断设备和病床呼叫系统等。

此外,单片机还广泛应用于工商、金融、科研、教育、国防、航空航天等领域。

单片机学习:

目前,很多人不认可汇编语言。 可以说,掌握C语言单片机编程非常重要,可以大大提高开发效率。 但是,初学者如果不懂单片机的汇编语言,在单片机领域将是致命的。 如果不考虑单片机的硬件资源,在KEIL中随意用C编程,结果只会是无法解决的问题! 可以肯定地说,最好的C语言单片机工程师都是从汇编出来的程序员,因为单片机的C语言虽然是高级语言,但它与桌面上的VC++等单片机的硬件资源不同个人电脑,功能不是很强大。 它与我们在台式电脑上使用VC、VB等高级语言编写程序不同。 毕竟台式电脑的硬件是非常强大的。 ,所以我们可以忽略硬件资源的问题。

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