【導(dǎo)讀】substantiallymore。

　　

【正文】 15 鐘 頻率越來越高為標志的。而單片機則有所不同，為提高單片機抗干擾能力，降低噪聲，降低時鐘頻率而不犧牲運算速度是單片機技術(shù)發(fā)展之追求。一些 8051 單片機兼容廠商改善了單片機的內(nèi)部時序，在不提高時鐘頻率的條件下，使運算速度提高了很多， Motorola 單片機則使用了瑣相環(huán)技術(shù)或內(nèi)部倍頻技術(shù)使內(nèi)部總線速度大大高于時鐘產(chǎn)生器的頻率。68HC08 單片機使用 外部振蕩器而內(nèi)部時鐘達 32M，而 M68K 系列 32位單片機使用 32K 的外部振蕩器頻率內(nèi)部時鐘可達 16MHz 以上。 低電壓與低功耗 自 80 年代中期以來， NMOS 工藝單片機逐漸被 CMOS工藝代替，功耗得以大幅度下降，隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)由 3μm 工藝發(fā)展到 、 、 、 、 近而實現(xiàn) 工藝，全靜態(tài)設(shè)計使時鐘頻率從直流到數(shù)十兆任選，都使功耗不斷下降。 Motorola 最近推出任選的 可在 電壓下以 50M/48MIPS 全速工作，功率約為 20mW。幾乎所有的單片機都有 Wait、 Stop 等省電運行方式。允許使用的電源電壓范圍也越來越寬。一般單片機都能在 3 到 6V 范圍內(nèi)工作，對電池供電的單片機不再需要對電源采取穩(wěn)壓措施。低電壓 供電的單片機電源下限已由 降至 、 。 供電的單片機已經(jīng)問世。 低噪聲與高可靠性技術(shù) 為提高單片機系統(tǒng)的抗電磁干擾能力，使產(chǎn)品能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，滿足電磁兼容性方面更高標準的要求，各單片機商家在單片機內(nèi)部電路中采取了一些新的技術(shù)措施。如美國國家半導(dǎo)體 NS 的 COP8 單片機內(nèi)部增加了抗 EMI 電路，增強了 “ 看門狗 ” 的性能。 Motorola 也推出了低噪聲的 LN 系列單片機。 OTP 與掩膜 OTP 是一次性寫入的單片機。過去認為一個單片機產(chǎn)品的成熟是以投產(chǎn)掩膜型單片機為標志的。由于掩膜 需要一定的生產(chǎn)周期，而 OTP 型單片機價格不斷下降，使得近年來直接使用 OTP 完成最終產(chǎn)品制造更為流行。它較之掩膜具有生產(chǎn)周期短、風險小的特點。近年來，本科畢業(yè)論文 16 OTP 型單片機需量大幅度上揚，為適應(yīng)這種需求許多單片機都采用了在片編程技術(shù) (In System Programming)。未編程的 OTP 芯片可采用裸片Bonding 技術(shù)或表面貼技術(shù)，先焊在印刷板上，然后通過單片機上引出的編程線、串行數(shù)據(jù)、時鐘線等對單片機編程。解決了批量寫 OTP 芯片時容易出現(xiàn)的芯片與寫入器接觸不好的問題。使 OTP 的裸片得以廣泛使用，降低了產(chǎn)品的 成本。編程線與 I/O 線共用，不增加單片機的額外引腳。而一些生產(chǎn)廠商推出的單片機不再有掩膜型，全部為有 ISP 功能的OTP。 MTP 向 OTP 挑戰(zhàn) MTP 是可多次編程的意思。一些單片機廠商以 MTP的性能、 OTP 的價位推出他們的單片機，如 ATMEL AVR 單片機，片內(nèi)采用 FLASH，可多次編程。華邦公司生產(chǎn)的與 8051 兼容的單片機也采用了MTP 性能， OTP 的價位。這些單片機都使用了 ISP 技術(shù)，等安裝到印刷線路板上以后再下載程序。 2 單片機的廣泛選擇 Motorola 單片機 Motorola 是世界上最大 的單片機廠商。品種全、選擇余地大、新產(chǎn)品多是其特點，在 8 位機方面有 68HC05 和升級產(chǎn)品68HC08， 68HC05 有三十多個系列，二百多個品種，產(chǎn)量已超過 20 億片。8 位增強型單片機 68HC11 也有三十多個品種，年產(chǎn)量在 1 億片以上。升級產(chǎn)品有 68HC12。 16 位機 68HC16 也有十多個品種。 32 位單片機的 683XX系列也有幾十個品種。近年來，以 PowerPC、 Coldfire、 等為 CPU。將 DSP 做為輔助模塊集成的單片機也紛紛推出。目前仍是單片機的首選牌品。 Motorola 單片機特點之一是在同樣 速度下所用的時鐘頻率較Intel 類單片機 低很多，因而使得高頻噪聲低，抗干擾能力強 ,更適合用于工控領(lǐng)域及惡劣的環(huán)境。 Motorola 8 位單片機過去的策略是以掩膜為主的，最近推出 OTP 計劃以適應(yīng)單片機發(fā)展新趨勢，在 32 位機上，本科畢業(yè)論文 17 在性能和功耗方面都勝過 ARM7。 Microchip 單片機 Microship 單片機是市場份額增長最快的單片機。它的主要產(chǎn)品是 16C 系列 8 位單片機， CPU 采用 RISC 結(jié)構(gòu)，僅 33條指令，運行速度快，且以低價位著稱，一般單片機價格都在一美元以下。 Microship 單片機沒有掩膜產(chǎn)品，全部是 OTP 器件， Microship 強調(diào)節(jié)約成本的最優(yōu)化設(shè)計，適于用量大、檔次低、價格敏感的產(chǎn)品。 Scenix 單片機 Scenix 單片機 I/O 模塊有新意 I/O 模塊的集成與組合技術(shù)是單片機技術(shù)不可缺少的重要方面。除傳統(tǒng)的 I/O 功能模塊如并行 I/O、 URT、 SPI、 I2C、 A/D、 PWM、 PLL、 DTMF 等，新的 I/O 模塊 不斷出現(xiàn)，如 USB、 CAN、 J1850，最具代表性的是 Motorola32 位單片機，它集成了包括各種通訊協(xié)議在內(nèi)的 I/O 模塊，而 Scenix 單片機在 I/O 模塊的處理上引入了虛擬 I/O 的新概念。 Scenix 采用了 RISC 結(jié)構(gòu)的 CPU，使 CPU 最高工作頻率達 50MHz。運算速度接近 50 MIPS。有了強有力的CPU，各種 I/O 功能便可以用軟件的辦法模擬。單片機的封裝采用 20/28引腳。公司提供各種 I/O 的 庫函數(shù)，用于實現(xiàn)各種 I/O 模塊的 功能。這些用軟件完成的模塊包括多路 UART、多路 A/D、 PWM、 SPI、 DTMF、 FSK、LCD 驅(qū)動等，這些都是通常用硬件實現(xiàn)起來也相當復(fù)雜的模塊。 NEC 單片機 NEC 單片機自成體系，以 8 位單片機 78K 系列產(chǎn)量最高，也有 16 位、 32 位單片機。 16 位以上單片機采用內(nèi)部倍頻技術(shù)，以降低外時鐘頻率。有的單片機采用內(nèi)置操作系統(tǒng)。 NEC 的銷售策略著重于服務(wù)大客戶，并投入相當大的技術(shù)力量幫助大客戶開發(fā)產(chǎn)品。 東芝單片機 東芝單片機的特點是從 4 位機到 64 位機門類齊全。 4位機在家電領(lǐng)域仍有較大的市場。 8 位機主要有 870 系列、 90 系列等，該類單片機允許使用慢模式，采用 32K 時鐘時功耗降至 10μA 數(shù)量級。CPU 內(nèi)部多組寄存器的使用，使得中斷響應(yīng)與處理更加快捷。東芝的 32本科畢業(yè)論文 18 位單片機采用 MIPS 3000A RISC 的 CPU 結(jié)構(gòu)，面向 VCD、數(shù)字相機、圖象處理等市場。 富士通單片機 富士通也有 8 位、 16 位和 32 位單片機，但 8 位機使用的是 16 位機的 CPU 內(nèi)核。也就是說 8 位機與 16 機所用的指令相同，使得開發(fā)比較容易。 8 位單片機有著名的 MB8900 系列， 16 位機有 MB90系列。富士通公司注重于服務(wù)大公司、大 客戶，幫助大客戶開發(fā)產(chǎn)品。 Epson 單片機 Epson 公司以擅長制造液晶顯示器著稱，故 Epson 單片機主要為該公司生產(chǎn)的 LCD 配套。其單片機的特點是 LCD 驅(qū)動部分做得特別好。在低電壓、低功耗方面也很有特點。目前 供電的單片機已經(jīng)上市，不久的將來， LCD 顯示的手表類單片機將使用 供電。 8051 類單片機 最早由 Intel 公司推出的 8051/31 類單片機也是世界上用量最大的幾種單片機之一。由于 Intel 公司在嵌入式應(yīng)用方面將重點放在 18 38奔騰等與 PC 類兼容的高檔芯片的 開發(fā)上， 8051 類單片機主要由 Philips、三星、華邦等公司接產(chǎn)。這些公司都在保持與8051 單片機兼容的基礎(chǔ)上改善了 8051 許多特性 (如時序特性 )。提高了速度、降低了時鐘頻率，放寬了電源電壓的動態(tài)范圍，降低了產(chǎn)品價格。 Zilog 單片機 Z8 單片機是 Zilog 公司的產(chǎn)品，采用多累加器結(jié)構(gòu)，有較強的中斷處理能力。產(chǎn)品為 OTP 型， Z8 單片機的開發(fā)工具可稱價廉物美。 Z8 單片機以低價位的優(yōu)勢面向低端應(yīng)用，以 18 引腳封裝為主，ROM 為 ～ 2K。最近 Zilog 公司又推出了 Z86 系列單片機，該系列內(nèi)部可集 成廉價的 DSP 單元。 NS 單片機 COP8 單片機是美國國家半導(dǎo)體公司的產(chǎn)品，該公司以生產(chǎn)先進的模擬電路著稱。能生產(chǎn)高水平的數(shù)字模擬混合電路。 COP8 單片機片內(nèi)集成了 16 位 A/D，這是單片機中不多見的。 COP8 單片機內(nèi)部使用了抗 EMI 電路，在看門狗電路以及 STOP 方式下單片機的喚醒方式上都有本科畢業(yè)論文 19 獨到之處。此外， COP8 的程序加密控制也做得比較好。 三星單片機 三星單片機有 KS51 和 KS57 系列 4 位單片機， KS86 和KS88 系列 8 位單片機， KS17 系列 16 位單片機和 KS3 32 位單片機。三星單 片機為 OTP 型 1SP 在片編程功能。三星公司以生產(chǎn)存儲器芯片著稱，在存儲器市場供大于求的形勢下，涉足參與單片機的競爭。三星公司在單片機技術(shù)上以引進消化發(fā)達國家的技術(shù)、生產(chǎn)與之兼容的產(chǎn)品，然后以價格優(yōu)勢取勝。例如在 4 位機上采用 NEC 的技術(shù)， 8 位機上引進 Zilog公司 Z8 的技術(shù)，在 32 位機上購買 ARM7 內(nèi)核，還有 DEC 的技術(shù)、東芝的技術(shù)等。其單片機裸片的價格相當有競爭力。 華邦單片機 華邦單片機屬 8051 類單片機，它們的 W78 系列與標準的 8051 兼容， W77 系列位增強型 51 系列，對 8051 的時序作了改進。同樣時鐘 頻率下速度提高 倍， FLASH 容量從 4K 到 64K，有 ISP 功能。在 4 位單片機方面華邦有 921 系列和帶 LCD 驅(qū)動的 741 系列。在 32K 機方面，華邦使用惠普公司 PA－ RISC 單片機技術(shù)，生產(chǎn)低位的 32 位 RISC單片機。 以上提到的單片機廠商是進入中國市場的單片機廠商的一部分，還有很多著名的單片機制造商如三菱、日立、 TI 等本文沒有提到?？傮w上看，美國著名公司的單片機技術(shù)仍處在領(lǐng)先的地位，特別是在高端產(chǎn)品方面，高性能的單片機新產(chǎn)品不斷推出。而 日本 在單片機制造業(yè)方面有也相當?shù)膬?yōu)勢，也在積極爭奪家電產(chǎn)品的 大客戶。韓國及我國臺灣省的一些公司在引進消化美國技術(shù)的基礎(chǔ)上，以低價位的兼容產(chǎn)品搶占中國市場。而至今還沒有一家中國大陸的公司能在如此浩大的單片機市場上占有一席之地，這不能不說是我國電子工業(yè)的悲哀。另一方面如此琳瑯滿目、讓人眼花繚亂的單片機品種，著實給單片機應(yīng)用的工程師提供了巨大的選擇空間。這么多種單片機能進入中國市場，這一實事就說明了本科畢業(yè)論文 20 我們的應(yīng)用工程師已經(jīng)能夠綜合各類單片機的性能、價格等方面的因素并結(jié)合應(yīng)用對象進行選擇。較過去以剖析、。復(fù)制外國產(chǎn)品為主的思路有了相當?shù)母倪M。隨著我國經(jīng)濟實力的增長，開發(fā)新產(chǎn)品的 思路上過去那種過多注重價格因素而使新產(chǎn)品開發(fā)上不了檔次的弱點有所改善，開始注意使用當前最先進的單片機開發(fā)高檔次的產(chǎn)品。由于單片機的開發(fā)手段目前仍以仿真器為主，公司能否提供廉價的仿真器，提供方便的技術(shù)服務(wù)與培訓，較之能否提供高性能、低價位的單片機有著同等的重要性。各單片機廠商在開發(fā)工具以及技術(shù)服務(wù)方面也進行著激烈的競爭。這種競爭與推出新型的單片機以顯示高技術(shù)方面的優(yōu)勢是相輔相成的。競爭的結(jié)果是為單片機應(yīng)用工程師提供更廣闊的選擇空間，而最終受益的是單片機產(chǎn)品的消費者，由于單片機對各行各業(yè)都有用，這種電子技術(shù)的進 步導(dǎo)致各行各業(yè)的進步，也帶動了人類文明的進步。 3 蓄電池的發(fā)展 在發(fā) 電廠和變電所中，為了給控制、信號、保護、自動裝置、事故照明和交流不停電電源等裝置供電，一般都要求有可靠的直流電源。為此，發(fā)電廠和 110kV 以上的變電所通常用蓄電池作為直流電源，但要求上述電源具有高度的可靠性和穩(wěn)定性，并且其電源容量和電壓能在最嚴重的事故情況下保證用電設(shè)備的可靠工作。 變電所一般采用兩種蓄電池：鉛酸蓄電池 和鎘鎳蓄電池。鎘鎳蓄電池存在表面堿化使直流系統(tǒng)絕緣下降、價格高、維護工作量大、在某些重要場合甚至需要配置雙套蓄電池組的缺點， 而 鉛酸蓄電池 以全密封、少維護、無污染和高性能的特點，適應(yīng)了電力系統(tǒng)無人、少人值班餓對設(shè)備少維護的需求，代表了今后直流系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，成為當前變電所直流系統(tǒng)的首選電池。 鉛酸蓄電池是目前大容量電池的主要品種 , 經(jīng)過百余年的發(fā)展與完善以其成本低、電壓高、原材料豐富、制造工藝簡單而在通訊、交通、本科畢業(yè)論文 21 電力等部門得到了廣泛應(yīng)用。但由于各種技術(shù)條件的限制 ,所采用的充電方法均未能遵循電池內(nèi)部的物理化學規(guī)律 , 使整個的充電過程存在著嚴重的過充電和析氣現(xiàn)象 , 充電效率低 , 因充放電控制不合理而損壞的電池占相當大的比例。 眾多的鉛 酸蓄電池充電器都有一個共同的缺點 , 即智能化程度極低而無法讓人及時了解充電過程的變化 ,而且 使用過程中存在很多不當之處，比如長期過充電狀態(tài)、放電過度、充放電電流太大、長期不滿電等， 導(dǎo)致蓄電池的使用壽命受到影響 , 造成很大的浪費。因此 ,研究如何延長蓄電池的壽命 ,提高蓄電池的使用效率 , 設(shè)計一種全新的智能型鉛酸蓄電池充電器顯得十分重要。