什么是单片机?
单片机是指一个集成在一块芯片上的完好计算机体系。在一块小芯片上有一个完好计算机所需求的大部分部件:CPU、内存、内部和外部总线体系。现在大部分还会具有外存。一起还集成了通讯接口、守时器、实时时钟等外围设备。而现在最强壮的单片机体系称之为偏上体系,在一块芯片内能够集成声响、图画、网络、数模转化等杂乱的输入输出体系。在通用微机中央处理器基础上,将输入/输出(I/O)接口电路、时钟电路以及必定容量的存储器等部件集成在同一芯片上,再加上必要的外围器材,如晶体振荡器,就构成了一个较为完好的计算机硬件体系。因为这类计算机体系的根本部件均集成在同一芯片内,因而被称为单片微操控器(Single-Chip-Micro Controller,简称单片机)或微操控单元(Micro Controller Unit,MCU).
单片机的分类
(1)按出产厂商分类。美国的英特尔 (Intel)公司、摩托罗拉(Motorola)公司、国家半导体(NS)公司、Atmel公司、微芯片(Microchip)公司、洛克威尔(Rockwell)公司、莫斯特克公司(Mostek)、齐洛格(Zilog)公司、仙童(Fairchid)公司、德州仪器(TI)公司等。日本的电气(NS)公司、东芝(Toshiba)公司、富士通(F)公司、松下公司、日立(Hitachi)公司、日电(NEC)公司、夏普公司等。
(2)依据使用领域来分。
1)工控型/家电型。工控型的单片机首要是面向测控,要求寻址规模大,运算才能强。家电型的单片机要求体积小、价格低,外围器材少,使用方便。
2)总线型/非总线型。总线型单片机是指单片机设有并行总线,用以扩展并行外围器材。非总线型单片机是指单片机经过串行口与外围器材链接,或直接把外围器材、外设接口集成在片内。
3)通用型/专用型。通用型单片机,它的使用规模宽,如Intel公司的MCS-51系列产品8031、8051等经过不同的外围扩展就能够用在不同的设备中。专用型单片机是专门为某一产品设计出产的如电子体温计、计费电度表等。
(3)按字长分
1)4-BIT单片机。4位单片机的操控功用较弱。CPU一次只能处理4位二进制数。这类单片机常用于计算器、各种形状的只能单元以及作为家用电器中的操控器。典型产品有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单片机。8位单片机的操控功用较强,种类最为完全。和4位单片机比较,它不只具有较大的存储容量和寻址规模,并且中止源、并行I/O接口和守时器/计数器个数都有了不同程度的添加,并集成有全双工串行通讯接口。在指令体系方面,遍及增设了乘除指令和比较指令。特别是8位机中的高功能增强型单片机,除片内添加了A/D和D/A转化器外,还集成有守时器捕捉/比较寄存器、监督守时器(Watchdog)、总线操控部件和晶体振荡电路等。这类单片机因为其片内资源丰厚和功用强壮,首要在工业操控、智能仪表、家用电器和办公自动化体系中使用。代表产品有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、飞利浦公司的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 单片机。16 位单片机是在1983 年今后发展起来的。这类单片机的特色是:CPU是16 位的,运算速度遍及高于8 位机,有的单片机的寻址才能高达1MB,片内含有A/D 和D/A转化电路,支撑高档言语。这类单片机首要用于进程操控、智能仪表、家用电器以及作为计算机外部设备的操控器等。典型产品有Intel 公司的MCS-96/98 系列、Motorola 公司的M68HC16系列、TI公司的MSP430系列等。其间,以MSP430系列最为杰出。它集成了较丰厚的片内外设:看门狗(WDT)、模仿比较器A、守时器A(Timer_A)、守时器B(Timer_B)、串口0、1(US-ART0、1)、硬件乘法器、液晶驱动器、10位/12位ADC、12C总线直接数据存取(DMA)、端口0(P0)、端口1~6(P1-P6)、根本守时器(Basic Timer)等的一些外围模块。
4)32-BIT 单片机。32位单片机的字长为32位,是单片机的尖端产品,具有极高的运算速度。跟着家用电子体系的新发展,32位单片机的市场前景看好。继16位单片机呈现后不久,几大公司先后推出了代表当时最高功能和技术水平的32位单片微机系列。32为单片机具有极高的集成度,内部选用新颖的RISC(精简指令体系计算机)结构,CPU可与其他微操控器兼容,主频频率可大33MHz以上,指令体系进一步优化,运算速度可动态改动,设有高档言语编译器,具有功能强壮的中止操控体系、守时/时刻操控体系、同步/异步通讯操控体系。代表产品有Intel公司的MCS-8090系列、Motorola公司的M68300系列、Hitachi公司的Super H(简称SH)系列等。
(4)按制作工艺分
1)HMOS工艺。高密度短沟道MOS工艺,具有高速度、高密度的特色。
2)CHMOS(或HCMOS)工艺。互补的金属氧化物的HMOS工艺,是CMOS和HMOS的结合,具有高密度、高速度、低功耗的特色。Intel公司产品型号中若带有字母”C”,Motorola公司产品型号中若带有字母”HC”或”L”,一般为CHMOS工艺。