嵌入式单片机

武慧东 罗宁 何鑫 中北大学（朔州校区）

引言：单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上，近年来，伴随着计算机在大规模集成电路的发展和社会领域的渗透，单片机应用正在不断地走向深入。由于它具有功能强，体积小,功耗低，性价比高，使用方便等特点，因此特别适合于与控制有关的系统，越来越广泛地应用于自动控制，智能化仪器，仪表，数据采集，军工产品以及家用电器等各个领域。概括地讲，单片机就是一块芯片集成了一台计算机，它体积小、质量轻、价格便宜，为学习、应用和开发提供了便利条件。

1 、单片机的诞生与发展

所谓 “单片机”，就是单片微型计算机，它是一种选取超大规模 集成电路技术进行作业的集成芯片，通常由控制器、存储器、输入 及输出设备等部分组成。具备成熟的电子微型系统，其也是工业领域非常典型的微型机械控制器。自单片机诞生之后，其始终保持着迅猛的发展势头，并且引起了全球众多半导体厂家的重视，慢慢衍生出类型丰富的单片机，总而言之，电子计算机大致经历了由电子管变为晶 体管、再到小中大集成电路、最后到大规模集成电路的发展阶段。 与此同时，伴随着大规模集成电路科技的进步，单片微型电子科技 愈发成形，并迅速蔓延到众多领域当中。

2 、单片机的 硬件特性及基本结构

主流单片机包括CPU、4KB容量的RAM、128 KB容量的ROM、 2个16位定时/计数器、4个8位并行口、全双工串口行口、ADC/DAC、SPI、I2C、ISP、IAP系统结构简单，使用方便，实现模块化；单片机可靠性高，可工作到10^6 ～10^7小时无故障；处理功能强，速度快。、低电压，低功耗，便于生产便携式产品控制功能强、环境适应能力强。单片机主要由运算器控制器主要寄存器构成。

3 、单片机的功能及特点

现如今，单片机在工业生产行业中的运用十分广泛，比如说：实时监控、智能仪表、电力工业等。单片机具备逻辑控制能力以及智能操控能力，结构较为紧凑，体积轻盈，质量较轻，能耗不高，同时具有良好的扩展性，并且可以按照预先设定的程序实现诸多基本的生产操作。按照功能的差异可以分成诸多类型，其中最基本的几个类型分别为：专用型、通用型以及控制型等。单片机控制系统结构主要由传感、软件、测控、进给机构等各个系统构成。单片机于上世纪70年代初问世，最初主要被应用于工业行业，九十年代后期才逐渐被引入到电子科技领域，处理获得了极大提高，相比之下，现在我们使用的单片机较之前具备更高的 集成化和自动化程度，同时结合纳米技术，使得自身功能越发全面 强大，体积不断缩减，基本达到了模块化需求，这就给设备自动化 改造提供了充足的技术支撑。除此之外，尽管受到集成程度的束缚，内存储量不大，然而其外部扩展容量非常大。再加上不错的控制性能、极快的运行速率，更为关键的是单片机的研发非常简单，开发周期不长，便于产品化。

4 、单片机的应用领域

目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴智能仪器、机械控制、家用电器、网络和通信汽车电子。此外，单片机在工商、金融、科研、教育、电力、通信、物流和国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。在现代社会里，网络技术的快速进步深深影响并改变了人们的日常生产生活，大大促进了社会的进步和发展。而建立在信息化基础上的电子工程技术的飞速发展是促进网络技术快速发展的重要原因之一。当前我国在单片机技术与电子工程结合的技术上取得了重要发展。为此对电子工程技术在单片机应用中的问题进行研究加以解决。，并推动其快速发展，最终促进我国工业的飞速发展，创造更多的经济和社会效益。题。单片机系统作为嵌入式系统 的—部分，主要集中在中、低端应用领域。

结束语：综上所述，单片机的问世与发展，是电子计算机在控制领域中的一次巨大飞跃其有效推动了各领域、各行业的自动化、智能化 和数字化的发展，比如说在工业领域、军事领域等方面均获得了可喜的成绩。单片机在设备自动化改造当中的广泛运用提升了整个控制系统的有效性和稳定性，对设备自动化改造发挥了不可替代的效用，也更好地契合了未来工业行业发展的高效率、低误差的机 器自动化运作的特点。伴随着社会科技的迅速发展，必然会有越来 越多的新型技术问世，最终给社会经济的进步与发展创造更加有利的条件。