浅谈51单片机的应用与发展
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摘 要：单片机作为现在工业领域普遍使用的一种微型计算机，给科技的发展带来了巨大并且迅速的改变。通过单片机的历史发展背景、单片机的分类、单片机的应用以及未来单片机的发展四个方面来浅谈单片机的应用与发展。
关键词：单片机; 应用与发展; 控制
中图分类号：TP368.1 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2019）12-138-001
一、单片机的历史发展背景
电子数字计算机最早出现于1946年，但仅限于特殊计算机房中低精度的大数据计算。到了20世纪70年代，微处理器已经开始涌现，计算机经历了历史性的改革。接下来，在一个正在快速发展并逐渐走向技术时代的社会中，能够进行数值计算但又繁琐的计算机逐渐从计算机房的监禁中解放出来。1971年，微控制器诞生，并经历了SCM，MCU和SoC的三个主要阶段。最早的SCM微控制器是8位或4位MCU。随着工业领域需求的不断增加，16位MCU逐渐出现，但由于成本较高，尚未开发出来。随着INTELi960系列和arm系列的出现，32位微控制器得到了迅速发展，8位微控制器的早期出现也得到了迅速的改进，并大大提高了性能。
大多现代微控制器系统是为嵌入式操作系统开发的，并且用于电子设备中。例如，当前的Windows和Linux操作系统专门为智能手机核心处理提供微控制器。
二、单片机的分类
1.4位单片机：由英特尔公司于1971年设计的具有2000个晶体管/芯片的4位微处理器。它配备有RAM和ROM。它是历史上第一个4位微处理器。一般用于家用电器、电动玩具等。
2.8位单片机：1976年，美国英特尔公司推出MCS-48系列8位单片机，使单片机进入了一个新的发展阶段。然后，在1978年至1983年间，8位单片机迅速发展，集成了数万个晶体管/芯片，并且还引入了更高性能的8位MCU。其中，一些单片机的寻址范围已达到64KB，片上ROM容量已达到4-8KB。
目前，8位单片机主要分为51系列及和非51系列单片机。51系列单片机以其典型的结构，众多的逻辑位操作性能，以及丰富的指令系统，可以说是一代“名机”。
同时8位单片机也是现如今科技社会中应用最为广泛的一种，其性价比是现如今出现的单片机中最高的，8位单片机是目前品种最为丰富、应用最为广泛的单片机。
例如采用Intel MCS51作为核心的51系列单片机和采用ATMEL的AVR系列MCU。
3.16位单片机：1982年，Mostek推出了第一款16位单片机68200，随后英特尔于1983年推出了8096单片机。与8位微控制器相比，16位微控制器具有更高的速度，并且包含更多内容以简化指令。但是，性价比不高，因此尚未得到广泛应用。
4.32位单片机：近年来，随着技术的发展，许多厂商已经开始开发出性能更高的32位单片机。与其他单片机相比，32位单片机可以满足更复杂的指令，具有更高的处理速度和更好的功能。
严格来说，ARM不是单片机，而是一种32位处理器内核。
实际中使用的ARM芯片有很多型号，常见的ARM芯片主要有飞利浦的LPC2000系列、三星的S3C/S3F/S3P系列等。
三、单片机的应用
单片机已经渗透到我们生活的每个领域，几乎无处不在日常生活中。
1.智能仪器：如今，许多智能仪器充分运用智能和数字化，在现代科学技术社会中迅速发展。该单片机具备体积小、功耗低、控制性能强、扩容灵敏、小型化、使用便利等特点，可广泛应用于现代仪器仪表，如电力等日常物理量科学，电压，电流，温度和湿度。测量。嵌入在微控制器中的智能仪器功能比使用电子或数字电路的仪器更精确。
2.工业控制：由于体积小，功耗低，控制功能强，性价比较高，测量系统、无限传感系统、数据采集系统＼测控系统、信号检测和通信系统由单一控制芯片微电脑已被广泛使用。适用于工业生活。
3.智能机器人：单片机是微机，集成了处理器、FLASH等。单片机通常用作机器人的大脑。通过对单片机进行编程，可以控制机器人的大脑，并可以调整和控制智能机器人的行为。
4.家用电器：在今天的生活中，我们需要大型洗衣机、空调、小型电子秤、电饭煲等，全部采用单片机控制。
5.汽车电子：单片机在汽车生产与制造中的应用也非常广泛，例如汽车中的发动机控制器，基于CAN总线的汽车发动机智能电子控制器、GPS导航系统、abs防抱死系统、制动系统、胎压检测等。
四、未来单片机的发展
单片机是集成在单个芯片上的完整计算机系统，现如今的工业上使用的单片机也已经逐渐集成了复杂的系统，如声音、图像和网络。微控制器，也称为微处理器，使繁琐的计算机更轻，计算量更大。同时，单片机由程序编写并可以修改。通过不同的程序编程可以使微控制器实现不同的功能，并且还可以实现高智能和高效的编程，这对于现如今科学技术的快速发展至关重要。
总之，单片机在我们科技飞速发展的新时代已经占据了很重要的位置，其特点是重量轻、體积小、功耗低等，也是它能占据主要地位的原因。同时随着社会的发展，单片机这个领域上也进入了百花齐放的时期，在世界范围内的芯片方面的制作公司，它们也都开发了属于自己的单片机，从8位到16位甚至是到32位，其种类也可以说是数不胜数，而其中有对主流的C51系列方面可以兼容的，也同样还有与其不兼容的，可谓是各有特色同时还互补，而这些都为单片机这个领域的发展提供了更加广阔的空间。
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