單片機發(fā)展歷史

單片機（Microcontrollers）誕生于1971年，早期的SCM單片機都是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)。基于這一系統(tǒng)的單片機系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。隨著工業(yè)控制領域要求的提高，開始出現(xiàn)了16位單片機，但因為性價比不理想并未得到很廣泛的應用。90年代后隨著消費電子產(chǎn)品大發(fā)展，單片機技術(shù)得到了巨大提高。隨著INTEL i960系列特別是后來的ARM系列的廣泛應用，32位單片機迅速取代16位單片機的高端地位，并且進入主流市場。

而傳統(tǒng)的8位單片機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單片機主頻已經(jīng)超過300MHz，性能直追90年代中期的專用處理器，而普通的型號出廠價格跌落至1美元，最高端的型號也只有10美元。

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

單片機的發(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。其特點是：片內(nèi)只包括了8位CPU，64B的RAM和兩個并行口，需要外加一塊3851芯片（內(nèi)部具有1KB的ROM、定時器/計數(shù)器和兩個并行口）才能組成一臺完整的單片機。

（2）第二階段（1977—1978年）

在單片芯片內(nèi)集成CPU、并行口、定時器/計數(shù)器、RAM和ROM等功能部件，但性能低，品種少，應用范圍也不是很廣。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，無串行接口，有1個8位的定時器/計數(shù)器，中斷源有2個。片外尋址范圍為4KB，芯片引腳為40個。

（3）第三階段（1979—1982年）

8位單片機成熟的階段。其存儲容量和尋址范圍增大，而且中斷源、并行I/O口和定時器/計數(shù)器個數(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)方面增設了乘除法、位操作和比較指令。其特點是，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個或3個16位的定時器/計數(shù)器，有5～7個中斷源。片外尋址范圍可達64KB，芯片引腳為40個。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位單片機和8位高性能單片機并行發(fā)展的時代。16位機的工藝先進，集成度高，內(nèi)部功能強，運算速度快，而且允許用戶采用面向工業(yè)控制的專用語言，其特點是，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16位的定時器/計數(shù)器，有8個中斷源，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位單片機價格比較貴，銷售量不大，大量應用領域需要的是高性能、大容量和多功能的新型8位單片機。

近年來出現(xiàn)的32位單片機，是單片機的頂級產(chǎn)品，具有較高的運算速度。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。