【導(dǎo)讀】substantiallymore。

　　

【正文】 15 鐘 頻率越來越高為標(biāo)志的。而單片機(jī)則有所不同，為提高單片機(jī)抗干擾能力，降低噪聲，降低時(shí)鐘頻率而不犧牲運(yùn)算速度是單片機(jī)技術(shù)發(fā)展之追求。一些 8051 單片機(jī)兼容廠商改善了單片機(jī)的內(nèi)部時(shí)序，在不提高時(shí)鐘頻率的條件下，使運(yùn)算速度提高了很多， Motorola 單片機(jī)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(shí)鐘產(chǎn)生器的頻率。68HC08 單片機(jī)使用 外部振蕩器而內(nèi)部時(shí)鐘達(dá) 32M，而 M68K 系列 32位單片機(jī)使用 32K 的外部振蕩器頻率內(nèi)部時(shí)鐘可達(dá) 16MHz 以上。 低電壓與低功耗 自 80 年代中期以來， NMOS 工藝單片機(jī)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(shí)現(xiàn) 工藝，全靜態(tài)設(shè)計(jì)使時(shí)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(jī)都有 Wait、 Stop 等省電運(yùn)行方式。允許使用的電源電壓范圍也越來越寬。一般單片機(jī)都能在 3 到 6V 范圍內(nèi)工作，對(duì)電池供電的單片機(jī)不再需要對(duì)電源采取穩(wěn)壓措施。低電壓 供電的單片機(jī)電源下限已由 降至 、 。 供電的單片機(jī)已經(jīng)問世。 低噪聲與高可靠性技術(shù) 為提高單片機(jī)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(biāo)準(zhǔn)的要求，各單片機(jī)商家在單片機(jī)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(jī)內(nèi)部增加了抗 EMI 電路，增強(qiáng)了 “ 看門狗 ” 的性能。 Motorola 也推出了低噪聲的 LN 系列單片機(jī)。 OTP 與掩膜 OTP 是一次性寫入的單片機(jī)。過去認(rèn)為一個(gè)單片機(jī)產(chǎn)品的成熟是以投產(chǎn)掩膜型單片機(jī)為標(biāo)志的。由于掩膜 需要一定的生產(chǎn)周期，而 OTP 型單片機(jī)價(jià)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(fēng)險(xiǎn)小的特點(diǎn)。近年來，本科畢業(yè)論文 16 OTP 型單片機(jī)需量大幅度上揚(yáng)，為適應(yīng)這種需求許多單片機(jī)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(jī)上引出的編程線、串行數(shù)據(jù)、時(shí)鐘線等對(duì)單片機(jī)編程。解決了批量寫 OTP 芯片時(shí)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(jī)的額外引腳。而一些生產(chǎn)廠商推出的單片機(jī)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(jī)廠商以 MTP的性能、 OTP 的價(jià)位推出他們的單片機(jī)，如 ATMEL AVR 單片機(jī)，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(jī)也采用了MTP 性能， OTP 的價(jià)位。這些單片機(jī)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(jī)的廣泛選擇 Motorola 單片機(jī) Motorola 是世界上最大 的單片機(jī)廠商。品種全、選擇余地大、新產(chǎn)品多是其特點(diǎn)，在 8 位機(jī)方面有 68HC05 和升級(jí)產(chǎn)品68HC08， 68HC05 有三十多個(gè)系列，二百多個(gè)品種，產(chǎn)量已超過 20 億片。8 位增強(qiáng)型單片機(jī) 68HC11 也有三十多個(gè)品種，年產(chǎn)量在 1 億片以上。升級(jí)產(chǎn)品有 68HC12。 16 位機(jī) 68HC16 也有十多個(gè)品種。 32 位單片機(jī)的 683XX系列也有幾十個(gè)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(jī)也紛紛推出。目前仍是單片機(jī)的首選牌品。 Motorola 單片機(jī)特點(diǎn)之一是在同樣 速度下所用的時(shí)鐘頻率較Intel 類單片機(jī) 低很多，因而使得高頻噪聲低，抗干擾能力強(qiáng) ,更適合用于工控領(lǐng)域及惡劣的環(huán)境。 Motorola 8 位單片機(jī)過去的策略是以掩膜為主的，最近推出 OTP 計(jì)劃以適應(yīng)單片機(jī)發(fā)展新趨勢，在 32 位機(jī)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(jī) Microship 單片機(jī)是市場份額增長最快的單片機(jī)。它的主要產(chǎn)品是 16C 系列 8 位單片機(jī)， CPU 采用 RISC 結(jié)構(gòu)，僅 33條指令，運(yùn)行速度快，且以低價(jià)位著稱，一般單片機(jī)價(jià)格都在一美元以下。 Microship 單片機(jī)沒有掩膜產(chǎn)品，全部是 OTP 器件， Microship 強(qiáng)調(diào)節(jié)約成本的最優(yōu)化設(shè)計(jì)，適于用量大、檔次低、價(jià)格敏感的產(chǎn)品。 Scenix 單片機(jī) Scenix 單片機(jī) I/O 模塊有新意 I/O 模塊的集成與組合技術(shù)是單片機(jī)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(jī)，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(jī)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(dá) 50MHz。運(yùn)算速度接近 50 MIPS。有了強(qiáng)有力的CPU，各種 I/O 功能便可以用軟件的辦法模擬。單片機(jī)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(shí)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(dòng)等，這些都是通常用硬件實(shí)現(xiàn)起來也相當(dāng)復(fù)雜的模塊。 NEC 單片機(jī) NEC 單片機(jī)自成體系，以 8 位單片機(jī) 78K 系列產(chǎn)量最高，也有 16 位、 32 位單片機(jī)。 16 位以上單片機(jī)采用內(nèi)部倍頻技術(shù)，以降低外時(shí)鐘頻率。有的單片機(jī)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(dāng)大的技術(shù)力量幫助大客戶開發(fā)產(chǎn)品。 東芝單片機(jī) 東芝單片機(jī)的特點(diǎn)是從 4 位機(jī)到 64 位機(jī)門類齊全。 4位機(jī)在家電領(lǐng)域仍有較大的市場。 8 位機(jī)主要有 870 系列、 90 系列等，該類單片機(jī)允許使用慢模式，采用 32K 時(shí)鐘時(shí)功耗降至 10μA 數(shù)量級(jí)。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(jī)采用 MIPS 3000A RISC 的 CPU 結(jié)構(gòu)，面向 VCD、數(shù)字相機(jī)、圖象處理等市場。 富士通單片機(jī) 富士通也有 8 位、 16 位和 32 位單片機(jī)，但 8 位機(jī)使用的是 16 位機(jī)的 CPU 內(nèi)核。也就是說 8 位機(jī)與 16 機(jī)所用的指令相同，使得開發(fā)比較容易。 8 位單片機(jī)有著名的 MB8900 系列， 16 位機(jī)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(jī) Epson 公司以擅長制造液晶顯示器著稱，故 Epson 單片機(jī)主要為該公司生產(chǎn)的 LCD 配套。其單片機(jī)的特點(diǎn)是 LCD 驅(qū)動(dòng)部分做得特別好。在低電壓、低功耗方面也很有特點(diǎn)。目前 供電的單片機(jī)已經(jīng)上市，不久的將來， LCD 顯示的手表類單片機(jī)將使用 供電。 8051 類單片機(jī) 最早由 Intel 公司推出的 8051/31 類單片機(jī)也是世界上用量最大的幾種單片機(jī)之一。由于 Intel 公司在嵌入式應(yīng)用方面將重點(diǎn)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(jī)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(jī)兼容的基礎(chǔ)上改善了 8051 許多特性 (如時(shí)序特性 )。提高了速度、降低了時(shí)鐘頻率，放寬了電源電壓的動(dòng)態(tài)范圍，降低了產(chǎn)品價(jià)格。 Zilog 單片機(jī) Z8 單片機(jī)是 Zilog 公司的產(chǎn)品，采用多累加器結(jié)構(gòu)，有較強(qiáng)的中斷處理能力。產(chǎn)品為 OTP 型， Z8 單片機(jī)的開發(fā)工具可稱價(jià)廉物美。 Z8 單片機(jī)以低價(jià)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(jī)，該系列內(nèi)部可集 成廉價(jià)的 DSP 單元。 NS 單片機(jī) COP8 單片機(jī)是美國國家半導(dǎo)體公司的產(chǎn)品，該公司以生產(chǎn)先進(jìn)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(jī)片內(nèi)集成了 16 位 A/D，這是單片機(jī)中不多見的。 COP8 單片機(jī)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(jī)的喚醒方式上都有本科畢業(yè)論文 19 獨(dú)到之處。此外， COP8 的程序加密控制也做得比較好。 三星單片機(jī) 三星單片機(jī)有 KS51 和 KS57 系列 4 位單片機(jī)， KS86 和KS88 系列 8 位單片機(jī)， KS17 系列 16 位單片機(jī)和 KS3 32 位單片機(jī)。三星單 片機(jī)為 OTP 型 1SP 在片編程功能。三星公司以生產(chǎn)存儲(chǔ)器芯片著稱，在存儲(chǔ)器市場供大于求的形勢下，涉足參與單片機(jī)的競爭。三星公司在單片機(jī)技術(shù)上以引進(jìn)消化發(fā)達(dá)國家的技術(shù)、生產(chǎn)與之兼容的產(chǎn)品，然后以價(jià)格優(yōu)勢取勝。例如在 4 位機(jī)上采用 NEC 的技術(shù)， 8 位機(jī)上引進(jìn) Zilog公司 Z8 的技術(shù)，在 32 位機(jī)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(jī)裸片的價(jià)格相當(dāng)有競爭力。 華邦單片機(jī) 華邦單片機(jī)屬 8051 類單片機(jī)，它們的 W78 系列與標(biāo)準(zhǔn)的 8051 兼容， W77 系列位增強(qiáng)型 51 系列，對(duì) 8051 的時(shí)序作了改進(jìn)。同樣時(shí)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(jī)方面華邦有 921 系列和帶 LCD 驅(qū)動(dòng)的 741 系列。在 32K 機(jī)方面，華邦使用惠普公司 PA－ RISC 單片機(jī)技術(shù)，生產(chǎn)低位的 32 位 RISC單片機(jī)。 以上提到的單片機(jī)廠商是進(jìn)入中國市場的單片機(jī)廠商的一部分，還有很多著名的單片機(jī)制造商如三菱、日立、 TI 等本文沒有提到。總體上看，美國著名公司的單片機(jī)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(jī)新產(chǎn)品不斷推出。而 日本 在單片機(jī)制造業(yè)方面有也相當(dāng)?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(tái)灣省的一些公司在引進(jìn)消化美國技術(shù)的基礎(chǔ)上，以低價(jià)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(jī)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(jī)品種，著實(shí)給單片機(jī)應(yīng)用的工程師提供了巨大的選擇空間。這么多種單片機(jī)能進(jìn)入中國市場，這一實(shí)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(jī)的性能、價(jià)格等方面的因素并結(jié)合應(yīng)用對(duì)象進(jìn)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(dāng)?shù)母倪M(jìn)。隨著我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增長，開發(fā)新產(chǎn)品的 思路上過去那種過多注重價(jià)格因素而使新產(chǎn)品開發(fā)上不了檔次的弱點(diǎn)有所改善，開始注意使用當(dāng)前最先進(jìn)的單片機(jī)開發(fā)高檔次的產(chǎn)品。由于單片機(jī)的開發(fā)手段目前仍以仿真器為主，公司能否提供廉價(jià)的仿真器，提供方便的技術(shù)服務(wù)與培訓(xùn)，較之能否提供高性能、低價(jià)位的單片機(jī)有著同等的重要性。各單片機(jī)廠商在開發(fā)工具以及技術(shù)服務(wù)方面也進(jìn)行著激烈的競爭。這種競爭與推出新型的單片機(jī)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(jī)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(jī)產(chǎn)品的消費(fèi)者，由于單片機(jī)對(duì)各行各業(yè)都有用，這種電子技術(shù)的進(jìn) 步導(dǎo)致各行各業(yè)的進(jìn)步，也帶動(dòng)了人類文明的進(jìn)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(hào)、保護(hù)、自動(dòng)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(yán)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(jià)格高、維護(hù)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(diǎn)， 而 鉛酸蓄電池 以全密封、少維護(hù)、無污染和高性能的特點(diǎn)，適應(yīng)了電力系統(tǒng)無人、少人值班餓對(duì)設(shè)備少維護(hù)的需求，代表了今后直流系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，成為當(dāng)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(xué)規(guī)律 , 使整個(gè)的充電過程存在著嚴(yán)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(dāng)大的比例。 眾多的鉛 酸蓄電池充電器都有一個(gè)共同的缺點(diǎn) , 即智能化程度極低而無法讓人及時(shí)了解充電過程的變化 ,而且 使用過程中存在很多不當(dāng)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(fèi)。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(jì)一種全新的智能型鉛酸蓄電池充電器顯得十分重要。