單片機是一種集成電路芯片,,是采用超大規(guī)模集成電路技術把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU,、隨機存儲器RAM,、只讀存儲器ROM,、多種I/O口和中斷系統(tǒng),、定時器/計數(shù)器等功能(可能還包括顯示驅動電路,、脈寬調(diào)制電路,、模擬多路轉換器,、A/D轉換器等電路)集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的微型計算機系統(tǒng),,在工業(yè)控制領域廣泛應用。從上世紀80年代,,由當時的4位,、8位單片機,發(fā)展到現(xiàn)在的300M的高速單片機,。
單片機廣泛應用于儀器儀表,、家用電器、醫(yī)用設備,、航空航天,、專用設備的智能化管理及過程控制等領域,大致可分如下幾個范疇:
智能儀器
單片機具有體積小,、功耗低,、控制功能強,、擴展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點,,廣泛應用于儀器儀表中,,結合不同類型的傳感器,可實現(xiàn)諸如電壓,、電流,、功率、頻率,、濕度,、溫度、流量,、速度,、厚度、角度,、長度,、硬度、元素,、壓力等物理量的測量,。采用單片機控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化,、微型化,,且功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強大。例如精密的測量設備(電壓表,、功率計,,示波器,各種分析儀),。
工業(yè)控制
單片機具有體積小,、控制功能強、功耗低,、環(huán)境適應能力強,、擴展靈活和使用方便等優(yōu)點,用單片機可以構成形式多樣的控制系統(tǒng),、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),、通信系統(tǒng)、信號檢測系統(tǒng),、無線感知系統(tǒng),、測控系統(tǒng)、機器人等應用控制系統(tǒng)。例如工廠流水線的智能化管理,,電梯智能化控制,、各種報警系統(tǒng),與計算機聯(lián)網(wǎng)構成二級控制系統(tǒng)等,。
家用電器
家用電器廣泛采用了單片機控制,,從電飯煲、洗衣機,、電冰箱,、空調(diào)機、彩電,、其他音響視頻器材,、再到電子秤量設備和白色家電等。
網(wǎng)絡和通信
現(xiàn)代的單片機普遍具備通信接口,,可以很方便地與計算機進行數(shù)據(jù)通信,,為在計算機網(wǎng)絡和通信設備間的應用提供了極好的物質(zhì)條件,通信設備基本上都實現(xiàn)了單片機智能控制,,從手機,,電話機、小型程控交換機,、樓宇自動通信呼叫系統(tǒng),、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動電話,,集群移動通信,,無線電對講機等。
設備領域
單片機在醫(yī)用設備中的用途亦相當廣泛,,例如醫(yī)用呼吸機,,各種分析儀,監(jiān)護儀,,超聲診斷設備及病床呼叫系統(tǒng)等等,。
模塊化系統(tǒng)
某些專用單片機設計用于實現(xiàn)特定功能,從而在各種電路中進行模塊化應用,,而不要求使用人員了解其內(nèi)部結構。如音樂集成單片機,,看似簡單的功能,,微縮在純電子芯片中(有別于磁帶機的原理),就需要復雜的類似于計算機的原理,。如:音樂信號以數(shù)字的形式存于存儲器中(類似于ROM),,由微控制器讀出,轉化為模擬音樂電信號(類似于聲卡),。在大型電路中,,這種模塊化應用極大地縮小了體積,,簡化了電路,降低了損壞,、錯誤率,,也方便于更換。
汽車電子
單片機在汽車電子中的應用非常廣泛,,例如汽車中的發(fā)動機控制器,,基于CAN總線的汽車發(fā)動機智能電子控制器、GPS導航系統(tǒng),、abs防抱死系統(tǒng),、制動系統(tǒng)、胎壓檢測等,。
此外,,單片機在工商、金融,、科研,、教育、電力,、通信,、物流和國防航空航天等領域都有著十分廣泛的用途。