1.3 單片機的特點和應用

單片機作為計算機技術發(fā)展的一個重要分支，以其卓越的性能得到了廣泛的應用，已深入到控制、檢測、網(wǎng)絡、通信、醫(yī)療、民用、軍事等各個領域。

1.單片機的特點

由于單片機的結構形式及所采取的半導體工藝，使其具有很多顯著的特點，因而在各個領域都得到了迅猛的發(fā)展。單片機的主要特點如下：

1）小巧靈活、成本低、易于產(chǎn)品化。單片機體積小，性價比高，易于嵌入到各種應用系統(tǒng)中，能方便地組裝成各種智能式的控制、測量設備等。

2）可靠性高，抗干擾能力強，適應環(huán)境條件寬。單片機芯片本身是按工業(yè)測控環(huán)境要求設計的，芯片內(nèi)含有抗干擾功能部件，能適應各種惡劣的環(huán)境，這是幾種其他類型的半導體芯片無法比擬的。

3）控制功能強，易擴展，很容易構成各種規(guī)模的應用系統(tǒng)。為了滿足工業(yè)控制的要求，一般單片機的指令系統(tǒng)中均有極豐富的轉移指令、I/O接口的邏輯操作以及位處理功能。單片機的邏輯控制功能及運行速度均高于同一檔次的微機。

4）發(fā)展迅速，前景廣闊，且簡單方便，易于普及。在短短的近二十幾年，形式多樣、功能日趨完善的高性能單片機不斷問世。單片機技術也是非常適合于專業(yè)、非專業(yè)人員掌握的一門普及技術，廣大工程技術人員通過學習可以快速掌握其應用設計技術。

2.單片機的應用

單片機由于其功能簡單、開發(fā)方便、尺寸小巧，具有良好的控制性能和靈活的嵌入形式，在許多領域都獲得了極為廣泛的應用。可以說，單片機是世界上數(shù)量最多的計算機。現(xiàn)代生活中幾乎所有電子和機械產(chǎn)品中都集成有單片機。手機、計算機、家用電器、電子玩具、掌上電腦等都至少配有1～2個單片機，而個人計算機中也配置了為數(shù)不少的單片機，汽車上一般配備40多個單片機，復雜的工業(yè)控制系統(tǒng)中甚至可能有數(shù)百個單片機在同時工作。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前世界上的單片機年銷量已超過10億片。下面就單片機的幾個典型應用進行介紹。

1）智能儀器儀表。現(xiàn)代儀器儀表采用單片機，結合不同類型的傳感器，可實現(xiàn)電壓、功率、壓力、溫度、濕度、速度、加速度、長度等物理量的測量，不僅提高了儀器儀表使用功能和精度，使儀器儀表智能化、數(shù)字化，而且簡化了其結構，減小了體積，降低了成本。

2）工業(yè)控制。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)。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。

3）消費類電子產(chǎn)品。該應用主要反映在家電領域。現(xiàn)在家用電器都向智能化發(fā)展，單片機是家用電器智能化的大腦和心臟。可以這樣說，現(xiàn)在的家用電器基本上都采用了單片機控制，從電飯鍋、洗衣機、電冰箱、空調(diào)機、彩電、音響視頻器材，到電子稱量設備等，五花八門，無所不在。

4）在計算機網(wǎng)絡和通信領域中的應用。信息和通信產(chǎn)品的自動化和智能化也離不開單片機的參與。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理條件，現(xiàn)在的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。

5）單片機在醫(yī)用設備領域中的應用。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。

另外，在交通領域中，汽車、火車、飛機、航天器等均有單片機的廣泛應用。例如，汽車的自動導航系統(tǒng)、航天測控系統(tǒng)、黑匣子等。

單片機早已滲透到我們生活的各個領域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。導彈的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網(wǎng)絡通信與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機、攝像機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等，這些都離不開單片機。更不用說自動控制領域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。