1.1 單片機的產生與發展

1946年，世界上第一臺電子數字計算機由美國賓夕法尼亞大學研制成功。這臺計算機命名為ENIAC，其運算速度達5000次/秒，使用了18000多個電子管和1500多個繼電器，占地150m2，重30噸。它的誕生引發了20世紀電子工業的革命，如今電子計算機迅猛發展，產品不斷更新換代，成為發展最快的行業。

為了適應電子設計和社會發展的需求，近年來，在計算機的大家族中，單片微型計算機異軍突起，發展十分迅速，基本上滲透到了電子設計的方方面面。

單片微型計算機（Single-Chip Microcomputer）簡稱為單片機。它在一塊芯片上集成了中央處理器（Central Processing Unit，CPU）、只讀存儲器（Read Only Memory，ROM）、隨機存取存儲器（Random Access Memory，RAM）、定時/計數器以及I/O（Input/Output）接口等部件，這些部件構成了一個完整的微型計算機。

單片機仍產生到現在總共四十余年的歷史，其大致經歷了四個階段。

1．第一階段

4位單片機時代（1970年～1974年）。這種單片機包含多種I/O接口，如并行接口、A/D和D/A等。這些豐富的I/O接口使得4位單片機具有很強的控制能力。其主要用于收音機、電視機和電子玩具等產品中。

2．第二階段

低中檔8位單片機時代（1974年～1978年）。以Intel公司的MCS-48系列單片機為代表，其內部集成了8位CPU、多個并行I/O口、8位定時/計數器、小容量的RAM和ROM等。這種單片機中沒有集成串行接口，操作比較簡單。

3．第三階段

高檔8位單片機時代（1978年～1983年）。以Intel公司的MCS-51系列為代表，性能比前一代產品有明顯提高。主要表現在，其內部增加了串行通信接口，具備多級中斷處理系統，將定時/計數器擴展為16位，并且擴大了RAM和ROM的容量等。這類單片機功能強，應用范圍極廣，至今仍有應用市場。

4．第四階段

增強型8位單片機及16位單片機時代（1983年～現在）。這一階段出現了許多新型的8位單片機，其工作頻率、內部資源等都有很大的提升，例如PIC系列單片機、ARM系列單片機、AVR系列單片、C8051F系列單片機等。另外有些集成電路廠商還推出了16位單片機，甚至32位單片機，功能越來越強大。

雖然新型的單片機不斷推出，功能越來越強大，但4位、8位、16位單片機仍有各自的應用領域。如4位單片機在一些簡單的家電和玩具中使用，8位單片機在中、小規模電子設計中占主流，而16位單片機在比較復雜的控制系統中才有應用。