1.1.2 单片机的发展历程及趋势

单片机发展大致分为4个阶段。

第一阶段（1974年～1976年）：单片机初级阶段。1974年12月，仙童公司推出了8位的F8单片机，功能较简单，包括了8位CPU、64B RAM和2个并行口。

第二阶段（1976年～1978年）：低性能单片机阶段。1976年Intel的MCS-48单片机（8位）极大地促进了单片机变革和发展，1977年GI公司推出PIC1650，Rockwell公司推出R6500系列单片机。这些单片机主要是8位CPU，其速度、存储容量、处理能力及片上外设均有所增强。

第三阶段（1978年～1983年）：高性能单片机阶段。1978年Zilog公司推出的Z8单片机，1980年Intel公司推出的MCS-51系列，Motorola推出的6801单片机。这些单片机普遍带有串行I/O口、多级中断系统及16位定时器/计数器，片内ROM、RAM容量加大，且寻址范围可达64KB，有的片内还带有A/D转换器。由于这类单片机性价比高，所以得到了广泛应用，是目前应用数量最多的单片机。

第四阶段（1983年～现在）：8位单片机巩固发展及16位单片机、32位单片机推出阶段。16位单片机的典型产品有Intel公司的MCS-96系列单片机。32位单片机除具有更高集成度外，其数据处理速度比16位单片机提高许多，性能比8位、16位单片机更加优越。

20世纪90年代是单片机大发展时期，Motorola、Intel、ATMEL、德州仪器（TI）、三菱、日立、飞利浦及LG等公司开发了一大批性能优越的单片机，极大地推动了单片机的应用。

当前，单片机不断向高速、大容量、高性能化，低功耗及I/O功能多样化等方面发展。主要体现在以下几个方面。

（1）CPU的改进

1）增加数据总线宽度。各种性能优良的16位单片机和32位单片机，其数据处理能力要优于8位单片机。

2）改变CPU结构。例如：有的采用双CPU结构，以提高数据处理能力；有的内部采用流水线结构，大大加快指令执行时间；有的和数字信号处理器（DSP）结合，提高数字信号处理的能力。

（2）存储器的发展

1）片内程序存储器普遍采用FLASH，实现了在线编程，省去了编程器，使系统开发、编程及仿真调试简单方便。

2）加大存储器容量和改进存储结构。有的单片机片内程序存储器容量可达128KB甚至更多，不需扩展程序存储器；有的单片机片内有FLASH、SRAM、EEPROM及扩展SRAM等多种存储方式，大大拓展了数据存储处理功能。

（3）强化片内I/O功能

1）增加并行口驱动能力，以减少外部驱动芯片。

2）有些单片机集成了一些特殊的串行I/O功能，如I2C、单总线、SPI及USB等，为构成分布式、网络化系统提供方便条件。

3）扩展I/O接口的编程复用功能，通过对内部寄存器设置，可以实现同一接口的多种不同功能，例如一些I/O引脚可以根据应用需要，设置为普通I/O口、外部中断引脚及A/D转换通道等。

4）片上集成更多I/O部件和接口。例如多通道A/D和D/A、电压比较器、温度传感器、定时器、可编程数字交叉开关及电源监测等。

（4）低功耗化

采用CMOS工艺，低电压（2.7V即可工作），功耗小，可配置等待状态、睡眠状态及关闭状态等低功耗工作方式。消耗电流仅在μA或nA量级，适于电池供电的仪器设备。

（5）使用实时操作系统的RTX51

RTX51是一个针对8051单片机的多任务内核，已集成到C51编译器中，使用简单方便。可以简化对实时事件反应速度要求较高的复杂应用系统设计、编程和调试。