单片机国内外研究现状与水平(2)
时间:2017-05-08 22:55 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
MCS-51把微型计算机的主要部件都集成在一块心片上，使得数据传送距离大大缩短，可靠性更高，运行速度更块。由于属于芯片化的微型计算机，各功能部件在芯片中的布局和结构达最优化，抗干扰能力加强，工作亦相对稳定。因此，在工业测控系统中，使用单片机是最理想的选择。单片机属于典型的嵌入式系统，所以它是低端控制系统最佳器件。 MCS-51的开发环境要求较低，软件资源十分丰富，介绍其功能特性书籍和开发软件随处可取，只需配备一台PC（个人电脑——对电脑的配置基本上无要求），一台仿真编程器即可实现产品开发，早期的开发软件多使用DOS版本，随着Windows视窗软件的普及，现在几乎都使用Windows版本，并且软件种类繁多，琳琅满目，在众多的单片机品种中，C51的环境资源是最丰富的，这给C51用户带来极大的便利[7]。 在我国，开始使用单片机是在1982年，短短五年时间里发展极为迅速。1986年在上海召开了全国首届单片机开发与应用交流会，有的地区还成立了单片微型计算机应用协会，那是全国形成的第一次高潮。截止今日，单片机应用技术飞速发展，让我们上英特网输入一个“单片机”的搜索，将会看到上万个介绍单片机的网站，这还不包括国外的。近期，在上海、广州、北京等大城市所做的一次专业人才需求的报告中，单片机人才的需求量位居第一。 90年代后期至今单片机的发展可以说是进入了一个新的阶段,单片机正朝着高性能和多品种方向发展,发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。其发展趋势主要有以下几个方面： 1）CMOS化:近年,由于CHMOS技术的进步,大大地促进了单片机的CMOS化。CMOS芯片除了低功耗特性之外,还具有功耗的可控性,使单片机可以工作在功耗精细管理状态。这也是今后以80C51取代8051为标准MCU芯片的原因。因为单片机芯片多数是采用CMOS(金属栅氧化物)半导体工艺生产[8]。 CMOS电路的特点是低功耗、高密度、低速度、低价格。采用双极型半导体工艺的TTL电路速度快,但功耗和芯片面积较大。 随着技术和工艺水平的提高，又出现了HMOS(高密度、高速度MOS)和CHMOS工艺,CMOS和HMOS工艺的结合。目前生产的CHMOS电路已达到LSTTL的速度,传输延迟时间小于2ns,它的综合优势已在于TTL电路。因而,在单片机领域CMOS正在逐渐取代TTL电路。 2）低功耗:单片机的功耗已到mA级，甚至到1uA以下;使用电压在3~6V之间，完全适应电池工作。低功耗化的效应不仅是功耗低,而且带来了产品的高可靠性、高抗干扰能力以及产品的便携化、低电压化。几乎所有的单片机都有WAIT、STOP等省电运行方式。允许使用的电压范围越来越宽,一般在3~6V范围内工作。低电压供电的单片机电源下限已可达1~2V。目前0.8V供电的单片机已经问世。低噪声与高可靠性为提高单片机的抗电磁干扰能力,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,各单片机厂家在单片机内部电路中都采用了新的技术措施[9]。 3）大容量化:传统的单片机片内程序存储器一般为1K~8K,片内数据存储器为256字节以下。在某些复杂的应用上,片内不论是程序存储器还是数据存储器都是容量不够,必须采用外接方式进行扩充。而新型单片机(例如PHILIPSP89C66x)片内程序存储器可达64K,片内数据存储器可达8K。今后,随着工艺技术的不断发展,单片机片内存储器容量将进一步扩大[10]。 4）单片机的高性能化:主要是指进一步提高CPU的性能,加快指令运算速度,并加强了位处理功能、中断、定时功能。其主频从4MHz~12MHz向0MHz(全静态)~40MHz以上发展。同时采用流水线结构,让指令以队列形式出现在CPU中,从而进一步提高运算速度。有的单片机基本采用了多流水线结构,这类单片机的运算速度要比标准的单片机高出10倍以上。 (责任编辑：qin) |