单片机原理与接口技术(第2版)
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1.2 单片机的发展趋势

目前,单片机正朝着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。下面介绍单片机的主要发展趋势。

1.功能更强

尽管单片机是将中央处理器CPU、存储器和I/O接口电路等主要功能部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机,但由于工艺和其他方面的原因,还有很多功能部件并未集成在单片机芯片内部。随着集成电路技术的快速发展,很多单片机生产厂家充分考虑到用户的需求,将一些常用的功能部件,如 A/D(模/数转换器)、D/A(数/模转换器)、PWM(脉冲产生器)以及LCD(液晶)驱动器等集成到芯片内部,尽量做到单片化,从而成为名副其实的单片机。

2.功耗更低

MCS-51系列的8031推出时,功耗有630 mW,而现在仅有100 mW左右,目前各个单片机制造商采用的是功耗更低的CHMOS工艺。像80C51系列单片机采用两种半导体工艺生产,一种是HMOS工艺,即高密度短沟道MOS工艺;另外一种是CHMOS工艺,即互补金属氧化物的HMOS工艺。CHMOS是CMOS和HMOS的结合,具备高速和低功耗特点,这些特征,更适合于在要求低功耗像电池供电的应用场合,例如应用在便携式、手提式或野外作业仪器设备上。

3.性能更高

单片机的最高使用频率由6MHz、12MHz、24MHz、33MHz,发展到40MHz乃至更高,同时,为了提高速度和运行效率,在单片机中开始使用RISC体系结构、并行流水线操作和DSP等设计技术,这使单片机的指令运行速度大大提高,其电磁兼容性等性能也日趋提高。

4.系统更简化

推行串行扩展总线,减少引脚数量,简化系统结构。单片机应用系统往往要扩展一些外围器件,许多具有并行总线的单片机推出了删去并行总线的非总线型单片机。采用串行接口的数据传输速度虽然较并行接口要慢,但随着单片机主振频率的提高,加之一般单片机应用系统面对对象的有限速度要求及串行器件的发展,使得移位寄存器接口、SPI、I2C、Microwire、I-Wire等串行扩展成为主流。