簡介
4位單片機在簡單控制裝置中廣泛使用。8位單片機功能強,適應範圍廣,套用十分廣泛。典型8位單片機8051片內ROM為4000位元組,片內RAM為256位元組,有兩個16位定時/計數器,4個功能復用的並行口和1個異步通信串列口。許多8位單片機還有專用的I/O接口和功能,如能直接驅動各種顯示器的並行口,模擬/數字轉換接口,通信接口:DMA(存儲器直接存取)功能,字元發生或波形發生功能等。單片機可當作學習機用來學習有關的微處理器原理及套用,學習按相應的指令系統進行彙編語言編程。將程式固化後單片機可用作小型專用計算機。第一代
(1971~1973)
4位或低檔8位微處理器和微型機
4004微處理器以及由它組成的MCS-4微型計算機(集成度為1200電晶體/片)。隨後又製成8008微處理器及由它組成的MCS-8微型計算機。第一代微型機就採用了PMOS工藝,基本指令時間約為10~20µS,字長4位或8位,指令系統比較簡單,運算功能較差,速度較慢,系統結構仍然停留在台式計算機的水平上,軟體主要採用機器語言或簡單的彙編語言,其價格低廉。
第二代
(1974~1978)編輯
中檔的8位微處理器和微型機
其間又分為兩個階段,1973-1978年為典型的第二代,以8080和MC6800為代表,集成度提高1~2倍,(8080集成度為4900管/片),運算速度提高了一個數量級。1976-1978年為高檔的8位微型計算機和8位單片微型計算機階段,稱之為二代半。高檔8位微處理器,以Z80和8085為代表,集成度和速度都比典型的第二代提高了一倍以上(8085集成度為9000管/片)。8位單片微型機以8048/8748(集成度為9000管/片),MC6801,MOSTEKF81/3870,Z80等為代表,它們主要用於控制和智慧型儀器。總的來說,第二代微型機的特點是採用NMOS工藝,集成度提高1~4倍,運算速度提高10~15倍,基本指令執行時間約為1~2µS,指令系統比較完善,已具有典型的計算機系統結構以及中斷、DMA等控制功能,定址能力也有所增強,軟體除採用彙編語言外,還配有BASIC,FORTRAN,PL/M等高級語言及其相應的解釋程式和編譯程式,並在後期開始配上作業系統。
第三代
(1978~1981)
16位微處理器和微型機
代表產品是8086(集成度為29000管/片),Z8000(集成度為17500管/片)和MC68000(集成度為68000管/片)。這些CPU的特點是採用HMOS工藝,基本指令時間約為0.05µS,從各個性能指標評價,都比第二代微型機提高了一個數量級,已經達到或超過中、低當小型機(如PDP11/45)的水平。這類16位微型機通常都具有豐富的指令系統,採用多級中斷系統、多重定址方式、多種數據處理形式、段式暫存器結構、乘除運算硬體,電路功能大為增強,並都配備了強有力的系統軟體。
第四代
(1985年以後)
32位高檔微型機
隨著科學技術的突飛猛進,計算機套用的日益廣泛,現代社會對計算機的依賴已經越來越明顯。原來的8位、16位機已經不能滿足廣大用戶的需要,因此,1985年以後,在原來的基礎上又發展了80386和80486。其中,80386有工作主頻達到25MHz,有32位數據線和24位地址線。以80386為CPU的COMPAQ386、AST386、IBMPS2/80等機種相繼誕生。同時隨著記憶體晶片的發展和硬碟技術的提高,出現了配置16MB記憶體和1000MB外存的微型機,微機已經成為超小型機,可執行多任務、多用戶作業。由微型機組成的網路、工作站相繼出現,從而擴大了用戶的套用範圍。1989年,在80386的基礎上,又研製出了80486。它是在80386的晶片內部增加了一個8KB的高速緩衝記憶體和80386的協處理器晶片80387而形成了新一代CPU。1993年3月22日,發布了它的新一代處理器Pentium。它採用0.8µm的BicMOS技術,集成了310萬個電晶體,工作電壓也從5V降到3V。隨著Pentium新型號的推出,CPU電晶體的數目增加到500萬個以上,工作主頻率從66MHz增加到333MHz。1998年3月,在CeBIT貿易博覽會展出了一種速度高達702MHz的II晶片。1999年,以II450、III450為微處理器、記憶體128MB、硬碟8.4GB的微機已在我國上市。