单片机的发展.pptx

1.1.4 单片机发展方向(续3)
– 在功耗、封装及电源电压等方面，自80年代中期以来 NMOS工艺单片机逐渐被CMOS工艺代替，功耗得以大 幅度下降。全静态设计使时钟频率从直流到数十兆任 选，也使功耗不断下降。新单片机的功耗越来越小， 特别是很多单片机都设置了多种工作方式，这些工作 方式包括等待、暂停、睡眠、空闲、节电等工作方式。
1.1.3 单片机的发展(续1)
– 第二阶段以MCS系列中的8031为代表，它将单 片机配置了完善的外部并行总线和具有多机识 别功能的串行通讯接口，规范了功能单元的特 殊功能寄存器(SFR)控制模式及适应控制器特点 的布尔处理系统和指令系统，为发展具有较好 兼容性的新一代单片机奠定了良好的基础。
– 第三阶段以80C51系列为代表，它扩展了外部 接口电路，在总线方面配置了芯片间的串行总 线，为单片机应用系统设计提供了更加灵活的 手段。
1.1.2单片机的组成
• 高度集成；构成一个最小然而完善的计算机系统 • 至少包括微处理器(CPU) ，随机存取数据存储器
(RAM)，只读程序存储器(ROM)，输入输出电路 (I/O口)，可能还包括定时计数器，串行通信口 (SCI)，显示驱动电路(LCD或LED驱动电路)，脉宽 调制电路(PWM)，模拟多路转换器及A/D转换器等 电路。
1.1.4 单片机发展方向(续2)
• 从技术的角度看，单片机的进步反映在内
部结构、功率消耗、外部电压等级、制造 工艺以及高可靠性设计上。
– 在内部结构方面，单片机集成了越来越多的部 件，这些部件除包括一般常用的电路（例如： 定时器，比较器，A/D转换器，D/A转换器，串 行通信接口，Watchdog电路，LCD控制器等） 外，还包括一些专用的部件，如局部网络控制 模块CAN和脉宽调制控制电路。
1.1.4 单片机发展方向(续5)
– 在传统的单片机中，电源及地线是在集成电路外壳的 对称引脚上，一般是在左上、右下或右上、左下的两 对对称点上。这样，就使电源噪声穿过整块芯片，对 单片机的内部电路造成干扰。现在，很多单片机都把 地和电源引脚安排在两条相邻的引脚上。这样，不仅 降低了穿过整个芯片的电流，另外还在印制电路板上 容易布置去耦电容，从而降低系统的噪声。现在为了 适应各种应用的需要，很多单片机的输出能力都有了 很大提高，这些电流较大的驱动电路集成到芯片内部 在工作时带来了各种噪声，为了减少这种影响，现在 单片机采用多个小管子并联等效一个大管子的方法， 并在每个小管子的输出端串上不同等效阻值的电阻， 以降低电流变化率，这也就是所谓“跳变沿软化技 术”，从而消除大电流瞬变时产生的噪声。
1.1.3 单片机的发展
• Intel-4004是历史上第一颗单片机，由Intel公司
1971年生产出来的。自从Intel 4004诞生后，CPU 遵从摩尔定律在运行速度、数据位数和存储器等 方面迅速发展。
• 单片机大致经历了三个发展阶段。
– 第一阶段以MCS-48系列为代表，它将CPU和计算机外 围电路集成到一个芯片上，构成新型工业微控制器， 取得了很大的成功。
1.1.4 单片机发展方向
• 从当前各系列单片机产品的特性可以看出
单片机正朝着两个方向发展
– 一方面，单片机的性能不断提高，功能越来越 强，如带有Ａ/Ｄ、ＰＷＭ、ＰＣＡ、ＷＤＴ、 或带有大量高速I/O口、计数器捕获/比较逻辑、 增强型通讯接口等，其内部结构、指令系统及 开发工具均较为完善、复杂。该类产品以 INTEL公司的MCS-96系列、MOTOROLA公司的 MC68HC11系列为代表，它们可以满足各种复 杂应用系统的需求。
– 在工艺方面，现在的单片机基本上采用CMOS技术，随 着超大规模集成电路技术由3μm工艺发展到1.5μm现了0.2μm 光刻工艺，有个别的公司，如Motorola公司则已采用 0.35μm甚至是0.25μm技术。这些技术的进步大大地提 高了单片机的内部密度和可靠性，也进一步降低单片 机的功耗。
第1章 绪论
1 单片机的发展 2 单片机的类别 3 PIC系列单片机的种类与特点
§1.1 单片机的发展
• 1.1.1什么是单片机 • 单片机是单片微计算机（Single-Chip
Microcomputer）的简称，也称为微处理 （μP ：Microprocessor）或微控制器（μC ： Micro-controller），通常统称为微型处理部 件（MCU ：Micro Controller Unit）。
1.1.4 单片机发展方向(续4)
– 在可靠性方面，生产厂家在单片机设计上采用了多种 提高可靠性的新技术，目的是为提高单片机系统的抗 电磁干扰能力，使产品能适应恶劣的工作环境，满足 电磁兼容性方面更高标准的要求。这些新技术包括： EFT(Electrical Fast Transient)技术、低噪声布线技术与 驱动技术以及低频时钟技术。EFT技术是一种抗干扰技 术，它是指在振荡电路的正弦信号受到外界干扰时， 其波形上会迭加各种毛刺信号，如果使用施密特电路 对其整形，则毛刺会成为触发信号干扰正常的时钟。 采用交替使用施密特电路和RC滤波电路方法，可以消 除这些毛刺而令其作用失效，从而保证系统的时钟信 号正常工作。这样，就提高了单片机工作的可靠性。 Motorola公司的MC68HC08系列单片机就采用了这种技 术。
1.1.4 单片机发展方向(续1)
– 另一方面，单片机朝着超小型、超低功耗、低成本、 多品种等方向发展。它们不搞单纯的功能堆积，而是 从实际出发，重视产品的性能价格比，发展多种型号 来满足各种中小型智能化产品，尤其是消费类电子产 品的应用，这些产品以美国MICROCHIP公司的PIC系 列、ZILOG公司的CCP系列为代表，而PIC系列以推出 低价格一次性用户可编程OTP型单片机而构成了单片 机家族中的后起之秀。近年来，它象旋风一样横扫全 球，将单片机的应用扩大到电子产品的几乎每一个领 域。