自動(dòng)測(cè)試技術(shù)講稿-第二章(編輯修改稿)
2025-06-19 02:18 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 計(jì) 現(xiàn)在，這種單片機(jī)的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如 智能儀表 、實(shí)時(shí)工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機(jī)，就能起到使產(chǎn)品升級(jí)換代的功效，常在產(chǎn)品名稱(chēng)前冠以形容詞 ——“智能型”，如智能型 洗衣機(jī) 等?，F(xiàn)在有些工廠(chǎng)的技術(shù)人員或其它業(yè)余電子開(kāi)發(fā)者搞出來(lái)的某些產(chǎn)品，不是電路太復(fù)雜，就是功能太簡(jiǎn)單且極易被仿制。究其原因，可能就卡在產(chǎn)品未使用單片機(jī)或其它 可編程邏輯器件上。 第 2章 智能儀器基本系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 單片機(jī)誕生于 20世紀(jì) 70年代末，經(jīng)歷了 SCM、MCU、 SoC三大階段。 單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 單片機(jī)由 運(yùn)算器 、控制器、存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備構(gòu)成。 起初模型 單片微型計(jì)算機(jī) （ Single Chip Microputer）階段，主要是尋求最佳的單片形態(tài)嵌入式系統(tǒng)的最佳 體系結(jié)構(gòu) 。“創(chuàng)新模式”獲得成功，奠定了 SCM與 通用計(jì)算機(jī) 完全不同的發(fā)展道路。在開(kāi)創(chuàng)嵌入式系統(tǒng)獨(dú)立發(fā)展道路上， Intel公司功不可沒(méi)。 第 2章 智能儀器基本系統(tǒng)的設(shè)計(jì) （ Micro Controller Unit）階段，主要的技術(shù)發(fā)展方向是：不斷擴(kuò)展?jié)M足嵌入式應(yīng)用時(shí)，對(duì)象系統(tǒng)要求的各種外圍電路與接口電路，突顯其對(duì)象的智能化控制能力。它所涉及的領(lǐng)域都與對(duì)象系統(tǒng)相關(guān)，因此，發(fā)展 MCU的重任不可避免地落在電氣、 電子技術(shù) 廠(chǎng)家。從這一角度來(lái)看， Intel逐漸淡出 MCU的發(fā)展也有其客觀因素。在發(fā)展 MCU方面，最著名的廠(chǎng)家當(dāng)數(shù) Philips公司。 Philips公司以其在嵌入式應(yīng)用方面的巨大優(yōu)勢(shì)，將 MCS51從單片微型計(jì)算機(jī)迅速發(fā)展到微控制器。因此，當(dāng)我們回顧嵌入式系統(tǒng)發(fā)展道路時(shí)，不要忘記Intel和 Philips的歷史功績(jī)。 第 2章 智能儀器基本系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 單片機(jī)是嵌入式系統(tǒng)的獨(dú)立發(fā)展之路，向 MCU階段發(fā)展的重要因素，就是尋求應(yīng)用系統(tǒng)在芯片上的最大化解決；因此，專(zhuān)用單片機(jī)的發(fā)展自然形成了SoC （ System on a Chip ） 化趨勢(shì)。隨著微電子技術(shù)、IC設(shè)計(jì)、 EDA工具的發(fā)展，基于 SoC的 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) 會(huì)有較大的發(fā)展。因此，對(duì)單片機(jī)的理解可以從單片微型計(jì)算機(jī)、單片微控制器延伸到單片應(yīng)用系統(tǒng)。 第 2章 智能儀器基本系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 單片機(jī)發(fā)展史 1971年 intel公司 研制出世界上第一個(gè) 4位的微處理器； Intel公司的 霍夫 研制成功世界上第一塊 4位微處理器芯片 Intel 4004，標(biāo)志著第一代微處理器問(wèn)世，微處理器和 微機(jī) 時(shí)代從此開(kāi)始。因發(fā)明微處理器，霍夫被 英國(guó) 《 經(jīng)濟(jì)學(xué)家 》 雜志列為“二戰(zhàn)以來(lái)最有影響力的 7位科學(xué)家”之一 。 1971年 11月， Intel推出 MCS4微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（包括 4001 ROM芯片、 4002 RAM芯片、 4003移位寄存器 芯片和 4004微處理器 ）其中 4004（下圖）包含2300個(gè) 晶體管 ，尺寸規(guī)格為 3mm 4mm，計(jì)算性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)當(dāng)年的 ENIAC，最初售價(jià)為 200美元。 第 2章 智能儀器基本系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1972年 4月，霍夫等人開(kāi)發(fā)出第一個(gè) 8位微處理器Intel 8008。由于 8008采用的是 P溝道 MOS微處理器，因此仍屬第一代微處理器。 1973年 intel公司研制出 8位的微處理器 8080；1973年 8月，霍夫等人研制出 8位微處理器 Intel 8080，以 N溝道 MOS電路 取代了 P溝道，第二代微處理器就此誕生。 主頻 2MHz的 8080芯片運(yùn)算速度比 8008快 10倍，可存取 64KB存儲(chǔ)器，使用了基于 6微米技術(shù)的 6000個(gè)晶體管，處理速度為 （ Million Instructions Per Second ）。 1975年 4月， MITS發(fā)布第一個(gè)通用型 Altair 8800，售價(jià) 375美元，帶有 1KB存儲(chǔ)器。這是世界上第一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)。 第 2章 智能儀器基本系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1976年 intel公司研制出 MCS48系列 8位的單片機(jī)，這也是單片機(jī)的問(wèn)世。 Zilog公司于 1976年開(kāi)發(fā)的 Z80微處理器，廣泛用于微型計(jì)算機(jī)和工業(yè)自動(dòng)控制設(shè)備。當(dāng)時(shí)， Zilog、Motorola和 Intel在微處理器領(lǐng)域三足鼎立。 20世紀(jì) 80年代初， Intel公司在 MCS48系列單片機(jī)的基礎(chǔ)上，推出了 MCS51系列 8位高檔單片機(jī)。MCS51系列單片機(jī)無(wú)論是片內(nèi) RAM容量， I/O口功能，系統(tǒng)擴(kuò)展方面都有了很大的提高。 第 2章 智能儀器基本系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 單片機(jī)的應(yīng)用 目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒(méi)有單片機(jī)的蹤跡。 導(dǎo)彈 的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能 IC卡 ，民用豪華轎車(chē)的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī) 、 攝像機(jī) 、全自動(dòng)洗
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