单片机（Single-Chip Microcomputer）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。

一、单片机技术展开的四个阶段

　　------ 单片机的展开经历了探求---完善---MCU化---百家争鸣四个阶段。

1、芯片化探求阶段

　　20世纪70午代，美国的Fairchild(仙童)公司首要推出了第一款单片机F－8，随后Intel公司推出了影响面大、运用更广的MCS48单片机系列。MCS48单片机系列的推出标志着在工业控制领域，进入到智能化嵌入式运用的芯片形态核算机的探求阶段。参加这一探求阶段的还有Motorola、Zilog和Ti等大公司，它们都取得了满足的探求作用，确立了在SCMC的嵌入式运用中的方位。这就是Single Chip Microcomputer的诞生时代，单片机一词即由此而来。这一时期的特征是：

　　◆ 嵌入式核算机系统的芯片集成规划；

　　◆ 少资源、无软件，只保证根本控制功用。

2．结构系统的完善阶段

　　在MCS-48探求成功的基础上很快推出了完善的、典型的单片机系列MCS-5l。MCS-51单片机系列的推出，标志Single Chip Microcomputer系统结构的完善。它在以下几个方面奠定了典型的通用总线型单片机的系统结构。

①完善的总线结构：

　　◆并行总线：8位数据总线、16位地址总线及相应的控制总线，两个独立的地址空间；

　　●串行总线：通讯总线，扩展总线。

②完善的指令系统：

　　◆具有很强的位处理功用和逻辑控制功用，以满足工业控制等方面的需要；

　　◆功用单元的SFR(特别功用寄存器)会集处理。

③完善的MCS-51成为SCMC的经典系统结构。

　　日后，许多电气商在MCS-51的内核和系统结构的基础上，出产出各具特征的单片机。

3．从SCMC向MCU化过渡阶段

　　Intel公司推出的MCS96单片机，将一些用于测控系统的模数转换器(ADC)、程序运转监视器(WDT)、脉宽调制器(PWM)、高速I/O口归入片中，表现了单片机的微控制器特征。MCS-51单片机系列向各大电气商的广泛分散，许多电气商竞相运用80C51为核，将许多测控系统中运用的电路技术、接口技术、可靠性技术运用到单片机中；跟着单片机内外围功用电路的增强，强化了智能控制器特征。微控制器(Microcontrollers)成为单片机较为精确表达的名词。其特征是：

①满足嵌入式运用要求的外围扩展，如WDT、PWM、ADC、DAC、高速I/0口等。

②许多核算机外围功用集成，如：

　◆供应串行扩展总线：SPI、I2C、BUS、Microwire；

　◆配备现场总线接口：CAN BUS。

③CMOS化，供应功耗处理功用。

④供应OTP供应状况，利于太规划和批量出产。

4．MCU的百家争鸣阶段

　　单片机展开到这一阶段，表明单片机已成为工业控制领域中广泛选用的智能化控制东西-----小到玩具、家电行业，大到车载、舰船电子系统，广泛计量测验、工业进程控制、机械电子、金融电子、商用电子、作业自动化、工业机器人、军事和航空航天等领域。为满足不同的要求，呈现了高速、大寻址规划、强运算才干和多机通讯才干的8位、16位、32位通用型单片机，小型廉价型、外围系统集成的专用型单片机，以及形形色色各具特征的现代单片机。可以说，单片机的展开进人了百家争鸣的时代，为用户的选择供应了空间。这一时期的特征为：

(1)电气商、半导体商的广泛介入

　　MCS-48的成功，刺激了许多半导体公司竞相研发和展开自己的单片机系列。到现在为止，世界各地厂商已相继研发出大约50个系列300多个品种的单片机产品，其间较有代表性的有Motorola公司的6801、6802，Zilog公司的Z-8系列，Microchip的PIC系列等。此外，开本的NEC公司、日立公司也都推出了各自具有特征的单片机品种。

(2)大力展开专用单片机

　　通用型与专用型是按某一类型单片机适用规划区分的。例如，80C51是通用型单片机，它并不是为某一种专门用途规划的单片机；而专用型单片机是针对某一类产品甚至某个产品需要而规划、出产的单片机。例如，来电显示电话中配有液晶驱动器接口的单片机和全自动洗衣机中的微控制器，都是专用单片机；特别是小家电、玩具领域的单片机，由于小封装、价格低廉一外围器材、外设接口集成度高，大都为专用单片机。

(3)前进概括质量

　　在系统结构(RISC)、电磁兼容功用(EMC)、开发环境(高档言语支撑ISP、IAP等)、功耗处理等诸方面得到了前进。根据控制单元规划的办法与选用的技术不同，现在市场上的这些单片机可区分为两大类型：冗杂指令集结构(CISC架构)和精简指令集结构(RISC架构)。冗杂指令集结构(CISC)的特征是指夺数量多，寻址办法丰厚，较适宜初学者系统学习，如INTEL的80C51或80C196、

MC68K；而精简指令集结构(RISC)具有较少的指令与寻址方式，结构简略，本钱较低，实行程序的速度较快，成为单片机的后起之秀，如PIC、EM78XXX和Z86HCXX。

　　ISP(In System Programming)和IAP(In Application Programming)办法是两种先进的实时在线开发办法。它们无须传统的开发设备，借助核算机和单片机的高功用，完结了实在的在线仿真。

(4)C言语的广泛支撑

　　◆单片机广泛支撑C言语编程，为后来者学习和运用单片机供应了便当；

　　◆高档言语减少了选型阻碍，便于程序的优化、晋级和交流。

(5)多种选择下的选择准则

　　●寻求最简化的单片机运用系统；

　　◆尽或许选择专用单片机；

　　◆概括考虑下进行合理的选择。

单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。

从二十世纪九十年代开始，单片机技术就已经发展起来，随着时代的进步与科技的发展，目前该技术的实践应用日渐成熟，单片机被广泛应用于各个领域。现如今，人们越来越重视单片机在智能电子技术方面的开发和应用，单片机的发展进入到新的时期，无论是自动测量还是智能仪表的实践，都能看到单片机技术的身影。当前工业发展进程中，电子行业属于新兴产业，工业生产中人们将电子信息技术成功运用，让电子信息技术与单片机技术相融合，有效提高了单片机应用效果。作为计算机技术中的一个分支，单片机技术在电子产品领域的应用，丰富了电子产品的功能，也为智能化电子设备的开发和应用提供了新的出路，实现了智能化电子设备的创新与发展。