1.1 单片机的产生与发展

1946年，世界上第一台电子数字计算机由美国宾夕法尼亚大学研制成功。这台计算机命名为ENIAC，其运算速度达5000次/秒，使用了18000多个电子管和1500多个继电器，占地150m2，重30吨。它的诞生引发了20世纪电子工业的革命，如今电子计算机迅猛发展，产品不断更新换代，成为发展最快的行业。

为了适应电子设计和社会发展的需求，近年来，在计算机的大家族中，单片微型计算机异军突起，发展十分迅速，基本上渗透到了电子设计的方方面面。

单片微型计算机（Single-Chip Microcomputer）简称为单片机。它在一块芯片上集成了中央处理器（Central Processing Unit，CPU）、只读存储器（Read Only Memory，ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、定时/计数器以及I/O（Input/Output）接口等部件，这些部件构成了一个完整的微型计算机。

单片机仍产生到现在总共四十余年的历史，其大致经历了四个阶段。

1．第一阶段

4位单片机时代（1970年～1974年）。这种单片机包含多种I/O接口，如并行接口、A/D和D/A等。这些丰富的I/O接口使得4位单片机具有很强的控制能力。其主要用于收音机、电视机和电子玩具等产品中。

2．第二阶段

低中档8位单片机时代（1974年～1978年）。以Intel公司的MCS-48系列单片机为代表，其内部集成了8位CPU、多个并行I/O口、8位定时/计数器、小容量的RAM和ROM等。这种单片机中没有集成串行接口，操作比较简单。

3．第三阶段

高档8位单片机时代（1978年～1983年）。以Intel公司的MCS-51系列为代表，性能比前一代产品有明显提高。主要表现在，其内部增加了串行通信接口，具备多级中断处理系统，将定时/计数器扩展为16位，并且扩大了RAM和ROM的容量等。这类单片机功能强，应用范围极广，至今仍有应用市场。

4．第四阶段

增强型8位单片机及16位单片机时代（1983年～现在）。这一阶段出现了许多新型的8位单片机，其工作频率、内部资源等都有很大的提升，例如PIC系列单片机、ARM系列单片机、AVR系列单片、C8051F系列单片机等。另外有些集成电路厂商还推出了16位单片机，甚至32位单片机，功能越来越强大。

虽然新型的单片机不断推出，功能越来越强大，但4位、8位、16位单片机仍有各自的应用领域。如4位单片机在一些简单的家电和玩具中使用，8位单片机在中、小规模电子设计中占主流，而16位单片机在比较复杂的控制系统中才有应用。