單片微型計算機以下簡稱單片機是計算機的一種,眾所周知計算機的運行需要系統(tǒng)軟件和操作軟件,而單片機也不例外它需要一些指令才能運行。這些指令被編譯為十六進制文件(HEX文件)燒寫到單片機,為單片機的運行提供指令。單片機編程與計算機軟件編程是一脈相承的,現(xiàn)在主流的單片機編程語言有C語言、匯編語言、Python等。單片機與人們的生活已經(jīng)結為一體。從數(shù)字鬧鐘到電動牙刷和電動剃須刀;從車內(nèi)應用門鎖、停車傳感器、ABS,到行車途中交通控制、雷達測速以及交通流量監(jiān)視器;從家庭和辦公應用中的工廠自動化、照明控制(如熒光燈、鎮(zhèn)流器控制、應急燈等),到家庭保健中的植入式心律轉(zhuǎn)復除顫器、胃窺鏡等,以及手機、火災控制系統(tǒng)、煙霧報警器等應用,都有單片機在其中發(fā)揮著重要作用。
單片機開發(fā)系統(tǒng)分為軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)。而硬件系統(tǒng)則指的就是單片機及其外圍電路我們稱之為單片機開發(fā)板,單片機開發(fā)板包括:單片機(MCU)、晶振電路、實時時鐘電路、邏輯器電路、口燒寫電路、I\O口、SPI接口、I2C總線接口等等,以為開發(fā)提供硬件準備。在未來集成化的趨勢下一些外圍電路將被集成入單片機內(nèi)部有效縮小開發(fā)板體積、降低成本。由于單片微型計算機為可編程控制器,在早期單片微型計算機主要運用于自動控制領域。隨著單片微型計算機運算能力、穩(wěn)定性的提高而體積、功耗的降低,單片微型計算機在未來將廣泛運用于人機交互、可穿戴式設備、無人機飛行控制器、物聯(lián)網(wǎng)等領域。
從消費電子產(chǎn)品歷史發(fā)展的情況來看,正在經(jīng)歷從移動化、便攜化向穿戴化產(chǎn)品方向發(fā)展,可穿戴式產(chǎn)品在手機之后正引領一個全新的電子產(chǎn)品時代。各種新的電子器件的應用(如MEMS等)帶來了一些創(chuàng)新的產(chǎn)品,給生活工作方方面面帶來了更多的改變和新的體驗??纱┐魇疆a(chǎn)品在健康、娛樂、醫(yī)療、保健、工業(yè)和企業(yè)等應用越來越多。在可以預見的未來,越來越多的可穿戴式產(chǎn)品將會出現(xiàn)。
對如消費、汽車、辦公自動化、工業(yè)控制和電信等單片機驅(qū)動的嵌入式應用來說,每年潛在的市場需求量達48億片,而每年實際的供應量只有3億片。因此,未來的單片機市場大有可為。根據(jù)In-Stat和Microchip的聯(lián)合調(diào)查報告,2006年每輛汽車中使用的單片機數(shù)量約為30個,到2010年,這個數(shù)量預計會增加到45個;2010年,全球消費類應用中使用的單片機數(shù)量預計會達到41.56億片,PC和外設中使用的單片機達到約25.66億片,銷售的手機中使用的單片機將達16.4億片,工業(yè)應用中預計達到10.85億片。離開單片機,人們將無法想象生活會是什么樣。微控制器(MCU),也就是我們所說的單片機,是今天電子產(chǎn)品的心臟,被廣泛地應用到消費和工業(yè)電子產(chǎn)品中。小到體溫計、無線充電器和智能手環(huán),大到數(shù)控機床、機器人和汽車,都有MCU的身影。隨著物聯(lián)網(wǎng)和新能源汽車的高速發(fā)展,未來MCU的市場需求將有爆炸性的增長,前景看好。在競爭激烈的全球市場中,國產(chǎn)MCU是最有機會突出重圍的一抹朝陽。
現(xiàn)在雖然單片機的品種繁多,各具特色,但仍以80C51為核心的單片機占主流,兼容其結構和指令系統(tǒng)的有PHILIPS公司的產(chǎn)品,atmel公司的產(chǎn)品和中國寶島的Winbond系列單片機。所以C8051為核心的單片機占據(jù)了半壁江山。而microchip公司的PIC精簡指令集(RISC)也有著強勁的發(fā)展勢頭,中國寶島的HOLTEK公司近年的單片機產(chǎn)量與日俱增,與其低價質(zhì)優(yōu)的優(yōu)勢,占據(jù)一定的市場分額。此外還有MOTOROLA公司的產(chǎn)品,日本幾大公司的專用單片機。