取代传统地硬件控制.近十几年来,单片机在生产过程控制、自动检测、数据采集与处理、科
技计算、商业管理和办公室自动化等方面获得了广泛地应用.单片机具有体积小、重量轻、
耗能省、价格低、可靠性高和通用灵活等优点,因此也广泛应用于卫星定向、汽车火花控制、
交通自动管理和微波炉等专用控制上.近几年来,单片机地发展更为迅速,它己渗透到诸多学
科地领域,以及人们生活地各个方面.
MCS-51 系列中地一片 89C51 芯片,内部构造了完整地计算机硬件系统.从 CPU、存储器到输
入输出端口,一应俱全.只要写入程序,就可完成中央控制或数据采集、处理及通信传输地信息
处理机,MCS-51 单片机指令系统中为适应控制地需要设有极强地位处理功能,具有加、减、
乘、除指令;CPU 时钟高达 12MHz,完成单字节乘法或除法运算器件分军用和民用两级,民用
产品主要用于办公室及机房环境,工作温度在 0-701C,军用产品要求在恶劣环境条件下稳定
工作,工作温度在-65～125℃:工业级产品地性能介于以上两者之间,在-40～+85C 温度环境可
正常工作.工业产品可靠性比民用产品强,而价格较军用品低.在单片机应用中,可以根据实际
工作环境,选择工业级芯片,保证系统可靠性.
单片机出现地历史并不长,它地产生与发展与微处理器地产生与发展大体上同步,也经历了四
个阶段:
第一阶段:1971～1974 年,1971 年 11 月美国 Inter 公司设计成集成度为 2000 只晶体管/片地 4
位微处理器 Intel 4004,并配有随机存取存储器 RAM,只读存储器 RAM 和移位寄存器等芯片,
构成第一台 MCS-4 微型计算机.随后又研制成了 8 位微处理器 Intel 8008.这些微处理器虽说
还不是单片机,但从此拉开了研制单片机地序幕.
第二阶段:1974～1978 年,初级单片机阶段,以 Intel 公司地 MCS-48 为代表,这个阶段地单片机
内集成有 8 位 CPU,并行 I/O 口,8 位定时器/计算器,寻址范围不大于 4K,且无串行口.
第三阶段：1978～1983 年,高性能单片机阶段.这一阶段单片机和前阶段相比,不仅存储容量和
寻址范围大,而且中断源、并行 I/O 口和定时器所数器个数有了增加,集成了全双工串行通信
接口.在指令系统方面,普遍增设了乘除法和比较指令.MCS-51 系列产品由于其优良地性能价
格比,在相当一段时间处于主流产品地位.
第四阶段：1983 年至今.8 位单片机巩固发展及 16 位单片机推出阶段.16 位单片机工艺先进、
集成度高、内部功能强,而且允许用户采用面向工业控制地专用语言.
现阶段：32 位单片微机系列.继 16 位单片机出现后不久,几大公司先后推出了代表当前最高
性能和技术水平地 32 位单片微机系列.32 位单片机具有极高地集成度,内部采用新颖地
RISC(精减指令系统计算机)结构,CPU 可与其他微控制器兼容,主频频率可达 33MH2 以上,指
令系统进一步优化,运算速度可动态改变,没有高级语言编译器,具有性能强大地中断控制系
统、定时／事件控制系统、同勿异步通信控制系统.这类单片机主要应用于汽车、航空航天、
高级机器人、军事装备等方面.它代表着单片机发展中地高、新技术水平.
1.2 单片机地性能特点
单片机芯片作为控制系统地核心部件,除了具备通用微机 CPU 地数值计算功能外,还必须具
有灵活、强大地控制功能,以便实时监测系统地输入量、控制系统地输出量,实现自动控制地
目地.由于单片机主要面向工业控制,工作环境比较恶劣,加高温、强电磁干扰,甚至合有腐蚀性
气体；在太空小工作地单片机控制系统,还必须具有抗辐射能力.因而,决定了单片机 CPU 与
通用微机 CPU 具有小同地技术特征和发展方向：
① 抗干扰性强．工作温度范围宽.通用微机 CPU 一般要求在室温下工作．抗干扰能力也较
低.
② 可靠性高.
③ 控制功能往往很强,数值计算能力较差.通用微机 CPU 具有很强地数值运算能力控制能
力相对较弱.将通用微机用于工业控制时,一般需要增加一些专用地接口电路.
