大家对于手机,电脑这样的CPU很是了解,而单片机其实就是将CPU的功能无限缩减为最简单的样子,他不具备很快的运行速度与处理能力,一切为了能够以低成本的方式融入生活与生产之中。并且单片机中也分多个系列型号品牌,这些单片机分别拥有自己独有的特性和功能,有的功能极致简单,追求最便宜的成本;有些运行速度较快,适用一些对性能有要求的场景。
而关于单片机的前世,其实并不遥远,既然本质上与CPU同根同源,单片机的发展速度与CPU基本是吻合的。
单片机的前世
上世纪70年代初,第一个4位的微处理器诞生了,这正是真正意义上单片机的起源,而研发公司正是当前也大名鼎鼎的英特尔公司。但当时的微处理器处理能力低下,适用范围极小,所以并没有大面积应用。随后,英特尔并没有放弃这方面的研究,因为仪器仪表,家用电器等等方面的工业生产对此有着巨大的需求,必须让单片机这样襁褓中的婴儿茁壮成长,所以英特尔在70-80年代10年间积极推动单片机的发展,晶体管数量成倍增加,单片机的功能日渐丰富,于70年代后半段就已经出现了MCS系列为代表的8位MCU,其具有自己的RAM/ROM,并且还配置了8位并行的I/O接口,8位的定时器/计数器。
虽然对于现在的单片机而言,这些都是小儿科,但是对于单片机的发展而言,这些东西的出现正是推动着单片机走向仪器仪表,走向家用电器,走向工业生产的最大助力。之后在80年代、90年代,单片机的发展就转变为稳步发展,性能逐渐强悍,成本逐渐降低,可靠性越来越强,那么应用范围也自然越来越广泛。
单片机的今生
前面介绍了单片机以及单片机的起源发展,经历了半个世纪的发展,单片机在今天已经非常常见,几乎所有的家用电机、路灯—红绿灯、基建之中,都有微处理器的身影。
单片机有着许多核心的功能,比如:
定时器(根据自身的主频,提供时基,实现计时/计数的功能);
IO口(I—input,即为输入,O—output,即为输出,就是检测外部高低电平和输出高低电平的功能,这其实极为重要,一个IO口的高低电平就能通过外部电路,控制路灯的亮灭);
外部中断(即为外部信号可以触发中断执行特定内容,这在信号采集中十分常见,也非常必要);
通信接口(比如串口,IC,SPI等等,这些硬件通讯协议能够让两个MCU或者其它设备之间能进行稳定通讯,对于设备的拓展性有着极为重要的作用)。
拿我司举例,其实应用了非常多的不同型号/特性的单片机,比如针对工业信号采集的,就有IO检测、AD检测这些特性,就需要在这些方面表现优异的单片机;再比如需要具有音频相关功能,我们就会采用集成了相关功能的单片机或者模组。同时对于和电脑之间的通讯,则是运用到了串口外设,通过串口转USB,就可以与电脑进行通讯。我司作为一个常年使用各类单片机的嵌入式物联网公司,也能侧面反映单片机发展的缩影,单片机功能强大,种类繁多,能够适用于很多不同的场景。