1.单片机的发展历史

单片机按其用途可分为两大类，即通用型单片机和专用型单片机。人们通常所说的单片机和本书所介绍的单片机均为通用型单片机。

通用型单片机将可开发资源，如存储器、输入输出接口等全部提供给设计者或使用者，可根据实际需要自主开发，灵活运用。因此在仪器仪表、工业测控、家电产品等各个领域都有广泛应用。

专用型单片机是指其硬件结构和指令程序均针对某一特定的应用场合而专门设计的单片机。通常这种专用型单片机一旦制成，人们只能按其功能使用，因此它的应用范围常受到一定的限制。

单片机已经经历了如下五个发展阶段。

第一阶段是1974～1976年单片机的初级阶段，由于工艺水平和集成度的限制，单片机采用双片形式，且功能比较简单，如Fairchild公司1974年推出的8位单片机F8。

第二阶段是1976～1979年低性能单片机阶段，已经是8位真正意义上的单片机，以1976年Intel公司推出的符合世界标准的MCS-48系列单片机为先导，将单片机推向了市场，促进了单片机的应用和发展。

第三阶段是1979～1982年高性能单片机阶段，仍是8位单片机，但品种多、功能强，一般片内RAM、ROM都相对增大，寻址可达64KB，并有串行输入输出接口，还可以进行多级中断，如Intel公司的MCS-51系列单片机、Motorola公司的6801单片机等，使单片机技术和应用跃上了一个新的台阶。

第四阶段是1982～1990年16位高档单片机阶段，其最大特点是实时处理能力，如Intel公司的MCS-96系列单片机，集成度达12万个晶体管/片，主频为12MHz，片内RAM有232B，ROM有8KB，有8个中断源的处理功能，而且有多通道10位A/D转换和高速输入输出部件HSIO（High Speed Input/Output），特别适用于实时控制。

第五阶段是1990年至今32位高档单片机阶段，1990年2月美国推出的i80860超级单片机轰动了整个世界，其运算速度达12亿次/s，可进行32位整数运算、64位浮点运算，同时片内具有一个三维图形处理器，可构成超级图形工作站。

目前，较高档单片机还因具有通信接口，在计算机网络与通信设备中发挥了积极的作用，如在微波通信、光纤通信、程控交换等通信设备中都能找到此类单片机。由此可见，单片机几乎在人类生活的各个领域都表现出了强大的生命力，使得微型计算机的应用范围达到了前所未有的广度和深度。可以预见，随着半导体技术的进一步发展，巨型计算机的单片化也将成为现实。

2.单片机的发展趋势

单片机的发展非常迅速，就通用型单片机来说，目前世界上一些著名的计算机生产厂家投放市场的产品已有50多个系列，400多个品种，单片机的产量已占整个微机（含一般的微处理器）产品的80％以上，其中8位单片机的产量又占整个单片机产量的60％以上。

单片机的发展趋势将向大容量、高性能化、外围电路内装化等方面发展，各生产厂家为满足用户的要求，竞相研制开发出满足不同需求的产品。

（1）CPU改进

改进后的CPU及其效果是：

1）采用双CPU结构，以增强单片机实时快速处理多重任务的能力。

2）增加数据总线宽度，使单片机数据处理能力加强。(www.daowen.com)

3）采用流水线结构，使指令以队列形式出现在CPU中，且具有很高的运算速度，更加有利于对数字信号的处理。

4）改进串行总线结构，使单片机引线减少，进一步降低单片机成本。

（2）存储器改进

改进后的存储器及其效果是：

1）加大存储器容量。增加片内存储容量不仅使存取信息的周期缩短，而且可以使因片内存储容量不够，向外部配置存储器的数量减少，达到简化系统电路的目的。

2）片内的EPROM采用E2 PROM化。这样改进后，不仅读写操作简便，而且会大大简化应用系统结构。

3）程序保密化。对片内EPROM或E2 PROM采用加锁方式。加锁后，无法复制其中的程序，若要复制则将抹去E2 PROM中的信息，从而达到程序保密的目的。

（3）片内I/O接口改进

一般单片机都有较多的I/O接口，以满足外围设备、芯片扩展的需要；并配有串行I/O接口，以满足多机通信功能的要求。

1）增加并行I/O接口的驱动能力，以减少外部驱动用芯片数量，简化应用系统结构。

2）增加I/O接口的逻辑控制功能，加强单片机的位处理功能，实现对I/O接口进行位寻址及位操作，提高I/O接口的灵活性。

3）根据需要设置一些特殊的串行I/O接口，为单片机构成网络控制系统提供便利条件。

（4）外围电路内装化

随着集成制造工艺的不断发展，将众多不同功能的外围电路器件集成装入单片机芯片内实现系统的单片化。

（5）低功耗化

采用CMOS和HMOS相结合的C-HMOS集成制造工艺，使单片机既保持CMOS低功耗特点，又具有HMOS高组装密度的特点。为了充分发挥低功耗的特点，这类单片机普遍配置有Wait和Stop两种节电工作方式。如正常运行时工作电流为十几毫安，同样条件下Wait工作方式时工作电流则为几毫安，进入Stop工作方式下其工作电流仅为几到几十微安。