什么是单片机，单片机应用有哪些

单片机( Micro Controller)又称为微控制器( Micro Control Unit, MCU)，是芯片级的计算机系统，它因把计算机的主要功能部件集成在单一集成电路芯片上而得名。

单片机主要功能部件包括中央处理器(CPU)、存储器(如RAM、ROM等)、常用外围器件(外部设备)及接口，包括定时器、并行接口、串行接口、A/D转换器、D/A转换器、PWM(脉冲捕获、比较、脉宽调制)以及连接以上功能部件的内部总线。

单片机可以嵌人到任何对象系统中去，实现智能化控制，其应用范围小到电子手表、助听器、家用电器，大到汽车、航天飞机、洲际导弹等，都可以发现单片机的身影。

现代电子系统的基本核心是嵌人式计算机应用系统(EmbeddedSystem)，而单片机就是最典型、最广泛、最普及的嵌人式计算机应用系统。

随着半导体技术的发展，单片机性能越来越高而价位却越来越低，其应用领域日益广泛，特别是在电信、家用电器、工业控制、仪器仪表、汽车电子、医用设备、航空航天、军工等领域，可以说单片机是当今最活跃的电子技术领域，单片机已成为现代计算机技术中一个独特而又重要的分支。

单片机诞生于20世纪70年代初，至今已有近50年的历史，其发展历程大致可分为三个阶段。

1, SCM( Single Chip Microcomputer)阶段，即单片微型计算机阶段。

20世纪70年代，微电子技术正处于发展阶段，集成电路属于中规模发展时期，各种新材料和新工艺尚未成熟，单片机仍处在初级发展阶段。

这个阶段元件集成规模还比较小，功能比较简单，一般都只把CPU、RAM和1/0端口集成到芯片上，比如美国仙童(Fairchild)公司研制的F8单片微型计算机就属于这一.类型，它还需配上外围的其他处理电路，才能构成完整的计算机系统，类似的单片机还有Zilog公司的Z80微处理器等。

2. MCU( Micro Controller Unit)阶段，即微控制器阶段。

1976年Intel公司推出了MCS-48单片机，首次将CPU、RAM、ROM、外设部件、I/0口等计算机的主要部件集成在一个芯片上，实现了真正意义上的单片微型计算机，由于其已具有的控制功能，因此被称为微控制器。这个时期的单片机才是真正的单片微型计算机，其典型代表是MCS-48。它以体积小，功能全，价格低，得到了广泛的应用并迅速并推向市场，为单片机的发展奠定了基础，成为单片机发展史上重要的里程碑。

在MCS-48的带领下，各大半导体公司相继研制和发展了自己的单片机。到了80年代初，单片机已发展到了高性能阶段，例如Intel公司推出的MCS-51系列、Motorola公司的6801和6802系列、Rockwell公司的6501及6502系列以及日本的NEC和HI-TACHI也都相继开发了具有自己特色的专用单片机，而美国的Microchip(微芯)公司则推出了很有特色的PIC系列单片机，并迅速得到了广泛应用，销售量逐年上升，前PIC系列8位单片机的年销售量已上升到了全球第一。

3. SoC(System on Chip)即片上系统阶段。

单片机的发展历程也就是嵌人式系统的发展历程。MCU阶段的深人发展，旨在寻求应用系统在芯片上的最大化解决方案。因此，专用单片机的发展自然形成了SoC化趋势。这一时期的典型代表是以ARM嵌人式技术为特征的各类专用单片机系统。

随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展，基于SoC的单片机应用系统设计会有较大的发展。

单片机由于将计算机的主要功能部件(CPU、存储器外设器件、I/0端口等)集成在单一芯片上，它既具有计算机的功能，又特别适于控制，再加上体积小、功耗低、功能强、价格低、扩展灵活、程序控制、使用方便等优点，因此非常适于嵌人到目标应用系统中，完成预定的微控制功能。

1.在智能仪器仪表上的应用

单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、电流、功率、频率、温度、湿度、流量、速度、位移、压力、厚度、角度、长度等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表更加数字化、智能化、微型化，比如数字万用表、电参数测量表、精密电子天平以及各种分析测量仪器等就是典型的例子。

2.在工业控制中的应用

用单片机可以构成形式多样的工业控制系统、数据采集系统、各种报警系统、数控机床、机器人、可编程控制设备(PLC)、电机控制等，例如工业锅炉控制中的温度、压力、液位、流量、烟道残氧等参数的采集，以及阀门、流量、风门、燃料等的控制。

3.在家用电器中的应用

当今的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭煲、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、音响、视频设备到电子称量设备，五花八门，无所不在，只要是“智能化”的家电，无一不带有单片 机。

4.在计算机网络和通信领域中的应用

现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件。现代的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机、电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信，再到日常工作中随处可见的移动电话、集群移动通信和无线电对讲机等，无一不是这方面应用的体现。

5.在医用设备领域中的应用

单片机在医用设备中的用途也相当广泛，例如电子血压计、电子体温计、临床监护仪、超声诊断设备及各种医用检测仪器和设备等。

6.在汽车中的应用

单片机已广泛用于汽车的各个功能部件中，包括汽车电控单元、各种智能仪表(实时显示车速、发动机转速、水温、油位、总里程、子里程等车况参数)、变速控制、点火控制、最佳燃烧控制、汽车防滑控制、汽车防撞控制、汽车空调和音响等，包括出租车的计价器也都在使用单片机。据统计，一般汽车中使用的单片机数量在几十个，高档车甚至用到了近百个。单片机已在汽车电子中占据了十分重要的位置。

7.在办公自动化中的应用

各种办公自动化设备，例如复印机、打印机、传真设备、扫描仪、个人数字助理PDA等,都与单片机的应用有关。

8.在商业领域中的应用

各种自动售货机、电子收银机、电子取款机(ATM机)、电子秤、IC卡读卡机等，均与单片机的应用有关。

9.在电子玩具中的应用

各种电子玩具，例如手持游戏机、遥控模型、智能玩具、电子宠物等，均采用了单片机。

10.在国防领域中的应用

单片机可用于导弹、鱼雷等武器的精确制导，以及应用于雷达系统控制和新型智能武器设备中。

单片机在涉及我们生活、工作、学习的各个领域都有着十分广泛的用途。