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什么是單片機?單片機的分類
什么是單片機?
單片機是指一個集成在一塊芯片上的完整計算機系統(tǒng)。在一塊小芯片上有一個完整計算機所需要的大部分部件:CPU、內存、內部和外部總線系統(tǒng)。目前大部分還會具有外存。同時還集成了通信接口、定時器、實時時鐘等外圍設備。而現在最強大的單片機系統(tǒng)稱之為偏上系統(tǒng),在一塊芯片內可以集成聲音、圖像、網絡、數模轉換等簡單的輸入輸出系統(tǒng)。在通用微機中央處理器基礎上,將輸入/輸出(I/O)接口電路、時鐘電路以及肯定容量的存儲器等部件集成在同一芯片上,再加上必要的外圍器件,如晶體振蕩器,就構成了一個較為完整的計算機硬件系統(tǒng)。
2、由于這類計算機系統(tǒng)的基本部件均集成在同一芯片內,因此被稱為單片微掌握器(Single-Chip-Micro Controller,簡稱單片機)或微掌握單元(Micro Controller Unit,MCU).
單片機的分類
(1)按生產廠商分類。美國的英特爾 (Intel)公司、摩托羅拉(Motorola)公司、國家半導體(NS)公司、Atmel公司、微芯片(Microchip)公司、洛克威爾(Rockwell)公司、莫斯特克公司(Mostek)、齊洛格(Zilog)公司、仙童(Fairchid)公司、德州儀器(TI)公司等。日本的電氣(NS)公司、東芝(Toshiba)公司、富士通(
3、F)公司、松下公司、日立(Hitachi)公司、日電(NEC)公司、夏普公司等。
(2)依據應用領域來分。
1)工控型/家電型。工控型的單片機主要是面對測控,要求尋址范圍大,運算力量強。家電型的單片機要求體積小、價格低,外圍器件少,使用便利。
2)總線型/非總線型??偩€型單片機是指單片機設有并行總線,用以擴展并行外圍器件。非總線型單片機是指單片機通過串行口與外圍器件鏈接,或直接把外圍器件、外設接口集成在片內。
3)通用型/專用型。通用型單片機,它的應用范圍寬,如Intel公司的MCS-51系列產品8031、8051等通過不同的外圍擴展就可以用在不同的設備中。專用型單片機是特地為某一產品
4、設計生產的如電子體溫計、計費電度表等。
(3)按字長分
1)4-BIT單片機。4位單片機的掌握功能較弱。CPU一次只能處理4位二進制數。這類單片機常用于計算器、各種形態(tài)的只能單元以及作為家用電器中的掌握器。典型產品有NEC公司的CPD75系列、NS公司的COP400系列、松下公司的MN1400系列、ROC KWELL公司的PPS/1系列、富士通公司的MB88系列、夏普公司的SM系列、Toshiba公司的TMP47系列等。
2)8-BIT單片機。8位單片機的掌握功能較強,品種最為齊全。和4位單片機相比,它不僅具有較大的存儲容量和尋址范圍,而且中斷源、并行I/O接口和定時器/計數器個數都有了
5、不同程度的增加,并集成有全雙工串行通信接口。在指令系統(tǒng)方面,普遍增設了乘除指令和比較指令。特殊是8位機中的高性能增加型單片機,除片內增加了A/D和D/A轉換器外,還集成有定時器捕獲/比較寄存器、監(jiān)視定時器(Watchdog)、總線掌握部件和晶體振蕩電路等。這類單片機由于其片內資源豐富和功能強大,主要在工業(yè)掌握、智能儀表、家用電器和辦公自動化系統(tǒng)中應用。代表產品有Intel公司的MCS-48系列和MCS-51系列、Microchip公司的PIC16CXX系列和PIC17CXX系列以及PIC1400系列、Motorola的M68HC05系列和M68HC11系列、Zilog公司的Z8系列、飛利浦公司
6、的80C51系列(同MCS-51兼容)、Atmel公司的AT89系列(同MCS-51兼容)、NEC公司的UPD78XX系列等等。
3)16-BIT 單片機。16 位單片機是在1983 年以后進展起來的。這類單片機的特點是:CPU是16 位的,運算速度普遍高于8 位機,有的單片機的尋址力量高達1MB,片內含有A/D 和D/A轉換電路,支持高級語言。這類單片機主要用于過程掌握、智能儀表、家用電器以及作為計算機外部設備的掌握器等。典型產品有Intel 公司的MCS-96/98 系列、Motorola 公司的M68HC16系列、TI公司的MSP430系列等。其中,以MSP430系列最為突出。它集成了
7、較豐富的片內外設:看門狗(WDT)、模擬比較器A、定時器A(Timer_A)、定時器B(Timer_B)、串口0、1(US-ART0、1)、硬件乘法器、液晶驅動器、10位/12位ADC、12C總線直接數據存?。―MA)、端口0(P0)、端口1~6(P1-P6)、基本定時器(Basic Timer)等的一些外圍模塊。
4)32-BIT 單片機。32位單片機的字長為32位,是單片機的頂級產品,具有極高的運算速度。隨著家用電子系統(tǒng)的新進展,32位單片機的市場前景看好。繼16位單片機消失后不久,幾大公司先后推出了代表當前最高性能和技術水平的32位單片微機系列。32為單片機具有極高的集成度,內部采納新
8、奇的RISC(精簡指令系統(tǒng)計算機)結構,CPU可與其他微掌握器兼容,主頻頻率可大33MHz以上,指令系統(tǒng)進一步優(yōu)化,運算速度可動態(tài)轉變,設有高級語言編譯器,具有性能強大的中斷掌握系統(tǒng)、定時/時間掌握系統(tǒng)、同步/異步通信掌握系統(tǒng)。代表產品有Intel公司的MCS-8090系列、Motorola公司的M68300系列、Hitachi公司的Super H(簡稱SH)系列等。
(4)按制造工藝分
1)HMOS工藝。高密度短溝道MOS工藝,具有高速度、高密度的特點。
2)CHMOS(或HCMOS)工藝?;パa的金屬氧化物的HMOS工藝,是CMOS和HMOS的結合,具有高密度、高速度、低功耗的特點。Intel公司產品型號中若帶有字母"C",Motorola公司產品型號中若帶有字母"HC"或"L",通常為CHMOS工藝。
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