单片机的发展历程及经典代表：从8位到32位

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：随后更多的单片机种蜂拥而至，1990年，美国Intel公司推出了80960超级32位单片机，引起了计算机界的轰动，产品相继投放市场。这样一来，单片机领域有8位、16位甚至32位机。Atmel公司发展的C51系列单片机目前仍是单片机中的经典范例。

1.单片机的概念

单片机是一种集成电路芯片。它采用超大规模技术将具有数据处理能力的微处理器（CPU），存储器（含程序存储器ROM和数据存储器RAM），输入、输出接口电路（I/O接口）集成在同一块芯片上，构成一个即小巧又很完善的计算机硬件系统，在单片机程序的控制下能准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。所以说，一片单片机芯片就具有了组成计算机的全部功能。

然而单片机又不同于单板机（一种将微处理器芯片，存储器芯片，输入、输出接口芯片安装在同一块印制电路板上的微型计算机），单片机芯片在没有开发前，它只是具备功能极强的超大规模集成电路，如果对它进行应用开发，它便是一个小型的微型计算机控制系统，但它与单板机或个人计算机（PC）有着本质的区别。

单片机的应用属于芯片级应用，需要用户（单片机学习者与使用者）了解单片机芯片的结构和指令系统以及其他集成电路应用技术和系统设计所需要的理论和技术，用这样特定的芯片设计应用程序，从而使该芯片具备特定的功能。

不同的单片机有着不同的硬件特征和软件特征，即它们的技术特征均不尽相同，硬件特征取决于单片机芯片的内部结构，用户要使用某种单片机，必须了解该型产品是否满足需要的功能和应用系统所要求的特性指标。单片机控制系统能够取代以前利用复杂电子线路或数字电路构成的控制系统，可以软件控制来实现，并能够实现智能化，现在单片机控制范畴无所不在，例如通信产品、家用电器、智能仪器仪表、过程控制和专用控制装置等，单片机的应用领域越来越广泛。

2.单片机的发展

单片机诞生于20世纪70年代，微电子技术正处于发展阶段，集成电路属于中规模发展时期，各种新材料新工艺尚未成熟，单片机仍处在初级的发展阶段，元件集成规模还比较小，功能比较简单，像Fairchild公司研制的F8单片微型计算机，它还需配上外围的其他处理电路方才构成完整的计算系统。

2025年，Intel公司推出了MCS-48单片机，这个时期的单片机才是真正的8位单片微型计算机，并推向市场。它以体积小、功能全和价格低赢得了广泛的应用，为单片机的发展奠定了基础，成为单片机发展史上重要的里程碑。

到了20世纪80年代初，单片机已发展到了高性能阶段，像Intel公司的MCS-51系列，Motorola公司的6801和6802系列，Rokwell公司的6501及6502系列等。世界各大公司均竞相研制出品种多功能强的单片机，约有几十个系列，300多个品种，此时的单片机均属于真正的单片化，大多集成了CPU、RAM、ROM、数目繁多的I/O接口和多种中断系统，甚至还有一些带A/D转换器的单片机，功能越来越强大，RAM和ROM的容量也越来越大，寻址空间甚至可达64kB，许多家用电器均走向利用单片机控制的智能化发展道路。

2025年以后，16位单片机问世，代表产品是Intel公司的MCS-96系列，16位单片机比起8位机，数据宽度增加了一倍，实时处理能力更强，主频更高，集成度达到了12万只晶体管，RAM增加到了232字节，ROM则达到了8kB，并且有8个中断源，同时配置了多路的A/D转换通道，高速的I/O处理单元，适用于更复杂的控制系统。

20世纪90年代以后，美国Microchip公司发布了一种完全不兼容MCS-51的新一代PIC系列单片机，引起了业界的广泛关注，特别它的产品只有33条精简指令集吸引了不少用户。随后更多的单片机种蜂拥而至，2025年，美国Intel公司推出了80960超级32位单片机，引起了计算机界的轰动，产品相继投放市场。

这样一来，单片机领域有8位、16位甚至32位机。不过8位单片机仍以它的价格低廉、品种齐全、应用软件丰富、支持环境充分和开发方便等特点而占着主导地位。而Intel公司凭着他们雄厚的技术，性能优秀的机型和良好的基础。Atmel公司发展的C51系列单片机目前仍是单片机中的经典范例。

3.51单片机的引脚及功能介绍

（1）51单片机内部模块

图3-1所示为51单片机内部模块示意图。