[拼音]：danpian weixing jisuanji
[外文]：single-chip microcomputer
在一块大规模或超大规模集成电路的芯片上制成的微型计算机，简称单片机。它将中央处理单元、随机存储器、只读存储器、定时器／计数器和多种输入输出接口（包括串行、并行接口和模数转换器等）集成在一块芯片上。就组成和功能而言，一块单片机就是一台计算机（见图）。在许多应用场合它已能代替现有的多片微处理机系统，而且性能价格比更为优越，体积和重量大为减小，灵活性更大。单片机可以作为一个部件装入各种装置和产品中，是实现仪表和电器的智能化或电脑化的理想部件。单片机还由于具有许多适用于控制的指令和硬件支持而被广泛地用于工业控制、计算机外围设备控制和顺序控制器中，因此又称微型控制器。在分散控制系统中可采用一块单片机控制一个回路，从而使系统更为紧凑和灵活。用CMOS工艺制成的各种单片机由于功耗低和使用温度范围大而能适应一些特殊应用场合。
1976～1978年，美国英特尔、仙童、莫斯特克等公司相继推出8位单片机。限于当时所能达到的集成度,这些8位单片机的性能只达到中、低档水平:内存寻址范围小于4千字节，只有并行的输入输出接口,只读存储器容量小于2千字节，随机存储器容量小于128字节，字令系统是专用的并以单字节指令为主。直至目前产量最大应用最广的仍为这类单片机，其中典型产品有英特尔公司的MCS48、仙童公司的F8和莫斯特克公司的3870等。1978～1983年期间各种高性能单片机相继问世。它们的寻址范围扩大到64～128千字节,只读存储器容量达4～8千字节,随机存储器容量达128～256字节,并增加了串行输入输出接口和模数转换器。这类高性能单片机可适用于更复杂的系统，如智能终端、局部网的接口等。典型产品有英特尔公司的MCS51,美国莫托洛拉公司的6801和泽洛格公司的Z8等。1983年以后，16位单片机问世。随着集成工艺水平的提高，有可能在一块芯片上集成十几万个管子,如英特尔公司的16位单片机MCS96的集成度达12万管子／片。它有5个8位并行输入输出接口,4个全双工串行接口,8级中断处理系统,4个16位可编程序定时器／计数器。莫托洛拉公司的16位单片机8096-A6有8个通道的10位模数转换器，指令系统能处理位、字节、字和双字的操作，16位加法动算时间达1微秒,指令平均执行时间为1～2微秒。它还配备面向工业控制的高级语言(如PL/M、FORTH、C语言等),工作电压为5伏、功耗1瓦。一块16位单片机的功能已能达到一台多片机系统的水平。
单片机的发展趋势是:由NMOS工艺转向CMOS工艺,提高集成度和运算速度，增加内存容量，实现多位和多功能，扩展处理和控制能力，在增强通用输入输出接口功能的同时增加专用输入输出接口，降低能耗（可用电池供电），以及实现兼容性和标准化等。在设计上，采用条片式结构，即把中央处理单元、存储器、各种功能的输入输出接口都制成独立的条状硅片模块，然后根据用户的要求把不同的模块封结于一块芯片之内。这种灵活组装的设计方式赋于单片机以很大的发展潜力。在计算机的两极化发展中，以速度快、功能强的巨型机为一发展方向，而结构小巧、运用灵活的单片机则代表计算机的另一发展方向。
- 参考书目
- 徐爱卿等编著：《单片微型计算机及其应用》，北京航空学院出版社，北京，1986。
