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[摘 要]单片机作为现代电子技术发展的一个典型产品，在多个电子产品领域中都有着广泛应用。现本文就分别从应用和发展这两个层面来谈谈单片机技术，以供交流。
[关键词]单片机；电子技术；应用；发展
中图分类号：TP368.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）17-0372-01
单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把中央处理器、存储器、定时器/计数器、I/0接口电路等一些计算机的主要功能部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。由于其具有可靠性高、便于扩展、体积小、成本低等特点，已经广泛的应用于电子产品、智能仪表、工业测控、军工等领域。目前，单片机的发展速度较迅速，主要是由当时的4位、8位单片机，发展到现在的32位300M的高速单片机，各有各的特点，互相补充，扩大了单片机的应用范围。
一、单片机的特点
小巧灵活、成本低、易于产品化。它能方便地组装成各种智能式控制设备以及各种智能仪表。面向控制，能针对性地解决从简单到复杂的各类控制任务，从而获得最佳性价比。抗干扰能力强，适应温度范围宽，在各种恶劣条件下都能可靠地工作，这是其它机型所无法比拟的。可以很方便地实现多机和分布式控制，使整个系统的效率和可靠性大为提高。
二、单片机的类型。
通常计算机系统的技术要求是高速、海量的数值计算；技术发展方向是总线速度的无限提升，存储容量的无限扩大。而嵌入式计算机系统的技术要求则是对象的智能化控制能力；技术发展方向是与对象系统密切相关的嵌入性能、控制能力与控制的可靠性。 比较普通计算机和嵌入式计算机的差异，说明这是由于它们应用场合和应用环境的不同而造成的，而单片机则属于低端嵌入式计算机。
2.1 低端单片机
硬件简单，字长一般为8位，也有16位的，存储空间最小。 集成的片内外设计比较丰富。由于硬件的局限性，导致软件上就不能太大，采集速度低。难以完 成复杂的实时运算。单循环式，一般没有操作系统。
2.2 ARM系列
也叫高端单片机，硬件集成度高，集成的片内外设很多，通 常集成串口，USB，CAN等各种控制器，通讯方便。字长一般32位。性能高，速度快，主频一般100M左右，ARM9可达600M可以同时进行复杂的实时运算。某些DSP的运算能力超过奔腾计算机。存储空间大，可以支持操作系统，带操作系统，多任务并发处理能力强，实时性高。
三、单片机在电子技术中的应用
3.1 家用电器领域
现如今很多家用电器中都将单片机引用进来实现电器的升级改造，以完善家用电器的功能，使其更能适合现代人的需求，提升市场竞争力。例如当前的电视已经实现了智能遥控，洗衣机已经能够自动识别衣物并设定相应洗涤程序，电冰箱已经能够自动识别食物类型并设定冷藏温度，这些都得益于单片机的使用。
3.2 工业控制领域
单片机具有体积小、控制功能强、功耗低、环境适应能力强、扩展灵活和使用方便等优点，用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统、通信系统、信号检测系统、无线感知系统、测控系统、机器人等应用控制系统。因此可以说，单片机的应用在很大程度上推动了工业自动化发展。
3.3 医疗卫生领域
科技的发展同样推动了医疗技术水平的提升，同时医疗器械的功能也在不断完善。在很多医疗卫生器械中，都引入了单片机技术。由于单片机本身体积小，扩展性强，功能多，能够极大的完善医疗器械的功能，使其操作更简单方便，避免医疗器械设备结构过于复杂而出现操作失误现象，大大促进了医疗仪器设备的自动化发展。例如在消毒杀菌设备中，将单片机引用到其控制系统中，能够实现设备的自动化运行，这将会极大的提高设备的消毒杀菌水平。
3.4 智能仪器仪表设备领域
目前越来越多的智能仪器仪表被应用在各个生产领域中，促进现代社会生产力水平的快速提升。而在此過程中，单片机的应用范围也随着智能仪器仪表设备的发展而不断扩大，这是因为单片机不但体积小，控制灵活可靠，而且其有着很强的可操作性，属于高度集成的芯片。对于智能仪器仪表设备来讲，一般都需要在保持高度灵敏功能的基础上尽量保证测量的准确性，缩小仪器设备的体积，以便减轻整个设备的负担，而单片机正好满足这一点要求，并且有着很强的扩展性，能够满足智能仪器仪表设备的升级改造需求。
四、单片机的发展趋势
4.1 CPU中央处理器的发展趋势
CPU是单片机的核心，他的功能的发展与提高，势必会带动单片机的发展。作为单片机的数据处理功能模块，CPU中央处理器经过了多次的變革和改进，以不断的适应数据处理要求。一般在改进过程中，多是通过拓展总线宽度来实现。最初的单片机CPU的总线宽度为8位，之后逐渐演变为16位、32位，并仍然在不断地拓宽。当然，提高CPU数据处理能力的技术措施不单单有扩宽总线宽度这一种，还可以通过优化数据总线来实现。目前单片机内大多数为单CPU结构，未来单片机将会采用双CPU结构，以提高数据处理速度与能力，同时采用流水线结构，提高处理和运算速度，以适应实时控制和处理的需要。
4.2 单片机微型化趋势
微型化是单片机未来发展的主要趋势，因为其一般多应用在系统的各个独立模块中，若体积过大，则不但会增大设备功耗，还可能会影响其运行质量。因此必须要尽可能的缩小芯片的体积，并对其功能模块进行扩展，在缩小单片机体积的同时最大限度的保障单片机应用功能的综合性及低功耗优势得到有效实现。
4.3 单片机低功耗下的半导体工艺
早期的单片机如MCS-51系列的8031推出时的功耗达630MW，而现在的单片机普遍都在100MW左右，随着对单片机功耗要求越来越低，现在的许多单片机制造商都采用了CMOS（互补金属氧化物半导体工艺）。CMOS虽然功耗较低，但由于其物理特征决定其工作速度不够高，而CHMOS则具备了高速和低功耗的特点，这些特征，更适合于在要求低功耗象电池供电的应用场合。所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径。
4.4 单片机中存储器的发展趋势
在单片机持续发展与优化的过程当中，闪速存储器应当成为单片机内部程序存储器的最主要选择。借助于电子技术所发挥的支持效用，闪速存储器能够在+5V模式下进行有效的读写操作。一方面保留了静态RAM随机存取数据存储器在读写操作方而的简便性优势，另一方面也使得即便是在整个运行环境出现掉电状态的情况下，存储器当中所存储的相关数据信息也不会发生丢失问题。单片机通过应用片内闪速存储器的方式，还能够有效简化整个运行系统的结构构成，同时对于提高单片机存储器容量而言同样有着重要的意义。
参考文献
[1] 张桂香，姚存治.基于ATmega128单片机的智能供电测控系统设计[J]. 电力自动化设备，2009（08）.
[2] 胡建勋，李开成.基于MSP430单片机的低压综合智能保护器的研制[J]. 仪器仪表学报，2006（S3）.
[关键词]单片机；电子技术；应用；发展
中图分类号：TP368.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）17-0372-01
单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把中央处理器、存储器、定时器/计数器、I/0接口电路等一些计算机的主要功能部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。由于其具有可靠性高、便于扩展、体积小、成本低等特点，已经广泛的应用于电子产品、智能仪表、工业测控、军工等领域。目前，单片机的发展速度较迅速，主要是由当时的4位、8位单片机，发展到现在的32位300M的高速单片机，各有各的特点，互相补充，扩大了单片机的应用范围。
一、单片机的特点
小巧灵活、成本低、易于产品化。它能方便地组装成各种智能式控制设备以及各种智能仪表。面向控制，能针对性地解决从简单到复杂的各类控制任务，从而获得最佳性价比。抗干扰能力强，适应温度范围宽，在各种恶劣条件下都能可靠地工作，这是其它机型所无法比拟的。可以很方便地实现多机和分布式控制，使整个系统的效率和可靠性大为提高。
二、单片机的类型。
通常计算机系统的技术要求是高速、海量的数值计算；技术发展方向是总线速度的无限提升，存储容量的无限扩大。而嵌入式计算机系统的技术要求则是对象的智能化控制能力；技术发展方向是与对象系统密切相关的嵌入性能、控制能力与控制的可靠性。 比较普通计算机和嵌入式计算机的差异，说明这是由于它们应用场合和应用环境的不同而造成的，而单片机则属于低端嵌入式计算机。
2.1 低端单片机
硬件简单，字长一般为8位，也有16位的，存储空间最小。 集成的片内外设计比较丰富。由于硬件的局限性，导致软件上就不能太大，采集速度低。难以完 成复杂的实时运算。单循环式，一般没有操作系统。
2.2 ARM系列
也叫高端单片机，硬件集成度高，集成的片内外设很多，通 常集成串口，USB，CAN等各种控制器，通讯方便。字长一般32位。性能高，速度快，主频一般100M左右，ARM9可达600M可以同时进行复杂的实时运算。某些DSP的运算能力超过奔腾计算机。存储空间大，可以支持操作系统，带操作系统，多任务并发处理能力强，实时性高。
三、单片机在电子技术中的应用
3.1 家用电器领域
现如今很多家用电器中都将单片机引用进来实现电器的升级改造，以完善家用电器的功能，使其更能适合现代人的需求，提升市场竞争力。例如当前的电视已经实现了智能遥控，洗衣机已经能够自动识别衣物并设定相应洗涤程序，电冰箱已经能够自动识别食物类型并设定冷藏温度，这些都得益于单片机的使用。
3.2 工业控制领域
单片机具有体积小、控制功能强、功耗低、环境适应能力强、扩展灵活和使用方便等优点，用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统、通信系统、信号检测系统、无线感知系统、测控系统、机器人等应用控制系统。因此可以说，单片机的应用在很大程度上推动了工业自动化发展。
3.3 医疗卫生领域
科技的发展同样推动了医疗技术水平的提升，同时医疗器械的功能也在不断完善。在很多医疗卫生器械中，都引入了单片机技术。由于单片机本身体积小，扩展性强，功能多，能够极大的完善医疗器械的功能，使其操作更简单方便，避免医疗器械设备结构过于复杂而出现操作失误现象，大大促进了医疗仪器设备的自动化发展。例如在消毒杀菌设备中，将单片机引用到其控制系统中，能够实现设备的自动化运行，这将会极大的提高设备的消毒杀菌水平。
3.4 智能仪器仪表设备领域
目前越来越多的智能仪器仪表被应用在各个生产领域中，促进现代社会生产力水平的快速提升。而在此過程中，单片机的应用范围也随着智能仪器仪表设备的发展而不断扩大，这是因为单片机不但体积小，控制灵活可靠，而且其有着很强的可操作性，属于高度集成的芯片。对于智能仪器仪表设备来讲，一般都需要在保持高度灵敏功能的基础上尽量保证测量的准确性，缩小仪器设备的体积，以便减轻整个设备的负担，而单片机正好满足这一点要求，并且有着很强的扩展性，能够满足智能仪器仪表设备的升级改造需求。
四、单片机的发展趋势
4.1 CPU中央处理器的发展趋势
CPU是单片机的核心，他的功能的发展与提高，势必会带动单片机的发展。作为单片机的数据处理功能模块，CPU中央处理器经过了多次的變革和改进，以不断的适应数据处理要求。一般在改进过程中，多是通过拓展总线宽度来实现。最初的单片机CPU的总线宽度为8位，之后逐渐演变为16位、32位，并仍然在不断地拓宽。当然，提高CPU数据处理能力的技术措施不单单有扩宽总线宽度这一种，还可以通过优化数据总线来实现。目前单片机内大多数为单CPU结构，未来单片机将会采用双CPU结构，以提高数据处理速度与能力，同时采用流水线结构，提高处理和运算速度，以适应实时控制和处理的需要。
4.2 单片机微型化趋势
微型化是单片机未来发展的主要趋势，因为其一般多应用在系统的各个独立模块中，若体积过大，则不但会增大设备功耗，还可能会影响其运行质量。因此必须要尽可能的缩小芯片的体积，并对其功能模块进行扩展，在缩小单片机体积的同时最大限度的保障单片机应用功能的综合性及低功耗优势得到有效实现。
4.3 单片机低功耗下的半导体工艺
早期的单片机如MCS-51系列的8031推出时的功耗达630MW，而现在的单片机普遍都在100MW左右，随着对单片机功耗要求越来越低，现在的许多单片机制造商都采用了CMOS（互补金属氧化物半导体工艺）。CMOS虽然功耗较低，但由于其物理特征决定其工作速度不够高，而CHMOS则具备了高速和低功耗的特点，这些特征，更适合于在要求低功耗象电池供电的应用场合。所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径。
4.4 单片机中存储器的发展趋势
在单片机持续发展与优化的过程当中，闪速存储器应当成为单片机内部程序存储器的最主要选择。借助于电子技术所发挥的支持效用，闪速存储器能够在+5V模式下进行有效的读写操作。一方面保留了静态RAM随机存取数据存储器在读写操作方而的简便性优势，另一方面也使得即便是在整个运行环境出现掉电状态的情况下，存储器当中所存储的相关数据信息也不会发生丢失问题。单片机通过应用片内闪速存储器的方式，还能够有效简化整个运行系统的结构构成，同时对于提高单片机存储器容量而言同样有着重要的意义。
参考文献
[1] 张桂香，姚存治.基于ATmega128单片机的智能供电测控系统设计[J]. 电力自动化设备，2009（08）.
[2] 胡建勋，李开成.基于MSP430单片机的低压综合智能保护器的研制[J]. 仪器仪表学报，2006（S3）.