單片機(jī)的發(fā)展有哪幾個(gè)階段

單片機(jī)發(fā)展歷史

單片機(jī)（Microcontrollers）誕生于1971年，早期的SCM單片機(jī)都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8051，此后在8051上發(fā)展出了MCS51系列MCU系統(tǒng)?；谶@一系統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開(kāi)始出現(xiàn)了16位單片機(jī)，但因?yàn)樾詢r(jià)比不理想并未得到很廣泛的應(yīng)用。90年代后隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品大發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)得到了巨大提高。隨著INTEL i960系列特別是后來(lái)的ARM系列的廣泛應(yīng)用，32位單片機(jī)迅速取代16位單片機(jī)的高端地位，并且進(jìn)入主流市場(chǎng)。

而傳統(tǒng)的8位單片機(jī)的性能也得到了飛速提高，處理能力比起80年代提高了數(shù)百倍。高端的32位Soc單片機(jī)主頻已經(jīng)超過(guò)300MHz，性能直追90年代中期的專用處理器，而普通的型號(hào)出廠價(jià)格跌落至1美元，最高端的型號(hào)也只有10美元。

當(dāng)代單片機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)不再只在裸機(jī)環(huán)境下開(kāi)發(fā)和使用，大量專用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在全系列的單片機(jī)上。而在作為掌上電腦和手機(jī)核心處理的高端單片機(jī)甚至可以直接使用專用的Windows和Linux操作系統(tǒng)。

單片機(jī)的發(fā)展階段階段

（1）第一階段（1974—1976年）

制造工藝落后，集成度低，而且采用了雙片形式。典型的代表產(chǎn)品有Fairchild公司的F8系列。其特點(diǎn)是：片內(nèi)只包括了8位CPU，64B的RAM和兩個(gè)并行口，需要外加一塊3851芯片（內(nèi)部具有1KB的ROM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和兩個(gè)并行口）才能組成一臺(tái)完整的單片機(jī)。

（2）第二階段（1977—1978年）

在單片芯片內(nèi)集成CPU、并行口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、RAM和ROM等功能部件，但性能低，品種少，應(yīng)用范圍也不是很廣。典型的產(chǎn)品有Intel公司的MCS-48系列。其特點(diǎn)是，片內(nèi)集成有8位的CPU，1KB或2KB的ROM，64B或128B的RAM，只有并行接口，無(wú)串行接口，有1個(gè)8位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，中斷源有2個(gè)。片外尋址范圍為4KB，芯片引腳為40個(gè)。

（3）第三階段（1979—1982年）

8位單片機(jī)成熟的階段。其存儲(chǔ)容量和尋址范圍增大，而且中斷源、并行I/O口和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器個(gè)數(shù)都有了不同程度的增加，并且集成有全雙工串行通信接口。在指令系統(tǒng)方面增設(shè)了乘除法、位操作和比較指令。其特點(diǎn)是，片內(nèi)包括了8位的CPU，4KB或8KB的ROM，128B或256B的RAM，具有串/并行接口，2個(gè)或3個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，有5～7個(gè)中斷源。片外尋址范圍可達(dá)64KB，芯片引腳為40個(gè)。代表產(chǎn)品有Intel公司的MCS-51系列，Motorola公司的MC6805系列，TI公司的TMS7000系列，Zilog公司的Z8系列等。

（4）第四階段（1983年至今）

16位單片機(jī)和8位高性能單片機(jī)并行發(fā)展的時(shí)代。16位機(jī)的工藝先進(jìn)，集成度高，內(nèi)部功能強(qiáng)，運(yùn)算速度快，而且允許用戶采用面向工業(yè)控制的專用語(yǔ)言，其特點(diǎn)是，片內(nèi)包括了16位的CPU，8KB的ROM，232B的RAM，具有串/并行接口，4個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，有8個(gè)中斷源，具有看門狗（Watchdog），總線控制部件，增加了D/A和A/D轉(zhuǎn)換電路，片外尋址范圍可達(dá)64KB。代表產(chǎn)品有Intel公司的MCS-96系列，Motorola公司的MC68HC16系列，TI公司的TMS9900系列，NEC公司的783××系列和NS公司的HPC16040等。然而，由于16位單片機(jī)價(jià)格比較貴，銷售量不大，大量應(yīng)用領(lǐng)域需要的是高性能、大容量和多功能的新型8位單片機(jī)。

近年來(lái)出現(xiàn)的32位單片機(jī)，是單片機(jī)的頂級(jí)產(chǎn)品，具有較高的運(yùn)算速度。代表產(chǎn)品有Motorola公司的M68300系列和Hitachi（日立）公司的SH系列、ARM等。