MCU也叫微控制單元，又稱作單片微型計算機或者單片機，是把中央處理器的頻率與規(guī)格做適當縮減，并將內存（memory）、計數(shù)器（Timer）、USB、A／D轉換、UART、PLC、DMA等周邊接口，甚至LCD驅動電路都整合在單一芯片上，形成芯片級的計算機，為不同的應用場合做不同組合控制。

如手機、PC外圍、遙控器，至汽車電子、工業(yè)上的步進馬達、機器手臂的控制等，都可見到MCU的身影。本文將為大家講解單片機的發(fā)展史及在很多領域的運用。

單片機的發(fā)展史

單片機出現(xiàn)的歷史 并不長，但發(fā)展十分迅猛。 它的產(chǎn)生與發(fā)展和微處理器的產(chǎn)生與發(fā)展大體同步，自1971年美國Intel公司首先推出4位微處理器以來，它的發(fā)展到目前為止大致可分為5個階段。下面以Intel公司的單片機發(fā)展為代表加以介紹。

1971－1976

單片機發(fā)展的初級階段。 1971年11月Intel公司首先設計出集成度為2000只晶體管／片的4位微處理器Intel 4004， 并配有RAM、 ROM和移位寄存器， 構成了第一臺MCS—4微處理器， 而后又推出了8位微處理器Intel 8008， 以及其它各公司相繼推出的8位微處理器。

1976－1980

低性能單片機階段。 以1976年Intel公司推出的MCS—48系列為代表， 采用將8位CPU、 8位并行I／O接口、8位定時／計數(shù)器、RAM和ROM等集成于一塊半導體芯片上的單片結構， 雖然其尋址范圍有限（不大于4 KB）， 也沒有串行I／O， RAM、 ROM容量小， 中斷系統(tǒng)也較簡單， 但功能可滿足一般工業(yè)控制和智能化儀器、儀表等的需要。

1980－1983

高性能單片機階段。 這一階段推出的高性能8位單片機普遍帶有串行口， 有多級中斷處理系統(tǒng)， 多個16位定時器／計數(shù)器。片內RAM、 ROM的容量加大，且尋址范圍可達64 KB，個別片內還帶有A／D轉換接口。

1983－80年代末

16位單片機階段。 1983年Intel公司又推出了高性能的16位單片機MCS－96系列， 由于其采用了最新的制造工藝， 使芯片集成度高達12萬只晶體管／片。

1990年代

單片機在集成度、功能、速度、可靠性、應用領域等全方位向更高水平發(fā)展。

單片機的應用特點分析

按照單片機的特點，單片機的應用分為單機應用與多機應用。在一個應用系統(tǒng)中，只使用一片單片機稱為單機應用。

一、單片機的單機應用的范圍包括：

（1） 測控系統(tǒng)。 用單片機可以構成各種不太復雜的工業(yè)控制系統(tǒng)、自適應控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等， 達到測量與控制的目的。

（2） 智能儀表。 用單片機改造原有的測量、控制儀表， 促進儀表向數(shù)字化、智能化、多功能化、綜合化、柔性化方向發(fā)展。

（3） 機電一體化產(chǎn)品。單片機與傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品相結合， 使傳統(tǒng)機械產(chǎn)品結構簡化， 控制智能化。

（4） 智能接口。 在計算機控制系統(tǒng)， 特別是在較大型的工業(yè)測、控系統(tǒng)中， 用單片機進行接口的控制與管理， 加之單片機與主機的并行工作， 大大提高了系統(tǒng)的運行速度。

（5） 智能民用產(chǎn)品。 如在家用電器、玩具、游戲機、聲像設備、電子秤、收銀機、辦公設備、廚房設備等許多產(chǎn)品中， 單片機控制器的引入， 不僅使產(chǎn)品的功能大大增強， 性能得到提高， 而且獲得了良好的使用效果。

二、單片機的多機應用系統(tǒng)可分為功能集散系統(tǒng)、并行多機處理及局部網(wǎng)絡系統(tǒng)。

（1） 功能集散系統(tǒng)。 多功能集散系統(tǒng)是為了滿足工程系統(tǒng)多種外圍功能的要求而設置的多機系統(tǒng)。

（2） 并行多機控制系統(tǒng)。 并行多機控制系統(tǒng)主要解決工程應用系統(tǒng)的快速性問題， 以便構成大型實時工程應用系統(tǒng)。

（3） 局部網(wǎng)絡系統(tǒng)。

單片機按應用范圍又可分成通用型和專用型。專用型是針對某種特定產(chǎn)品而設計的，例如用于體溫計的單片機、用于洗衣機的單片機等等。在通用型的單片機中，又可按字長分為4位、8位、16／32位，雖然計算機的微處理器現(xiàn)在幾乎是32／64位的天下，8位、16位的微處理器已趨于萎縮，但單片機情況卻不同，8位單片機成本低，價格廉，便于開發(fā)，其性能能滿足大部分的需要，只有在航天、汽車、機器人等高技術領域，需要高速處理大量數(shù)據(jù)時，才需要選用16／32位，而在一般工業(yè)領域，8位通用型單片機，仍然是目前應用最廣的單片機。

總結：到目前為止，中國的單片機應用和嵌入式系統(tǒng)開發(fā)走過了二十余年的歷程，隨著嵌入式系統(tǒng)逐漸深入社會生活各個方面，單片機課程的教學也有從傳統(tǒng)的8位處理器平臺向32位高級RISC處理器平臺轉變的趨勢，但8位機依然難以被取代。國民經(jīng)濟建設、軍事及家用電器等各個領域，尤其是手機、汽車自動導航設備、PDA、智能玩具、智能家電、醫(yī)療設備等行業(yè)都是國內急需單片機人才的行業(yè)。