1.3 单片机的特点和应用

单片机作为计算机技术发展的一个重要分支，以其卓越的性能得到了广泛的应用，已深入到控制、检测、网络、通信、医疗、民用、军事等各个领域。

1.单片机的特点

由于单片机的结构形式及所采取的半导体工艺，使其具有很多显著的特点，因而在各个领域都得到了迅猛的发展。单片机的主要特点如下：

1）小巧灵活、成本低、易于产品化。单片机体积小，性价比高，易于嵌入到各种应用系统中，能方便地组装成各种智能式的控制、测量设备等。

2）可靠性高，抗干扰能力强，适应环境条件宽。单片机芯片本身是按工业测控环境要求设计的，芯片内含有抗干扰功能部件，能适应各种恶劣的环境，这是几种其他类型的半导体芯片无法比拟的。

3）控制功能强，易扩展，很容易构成各种规模的应用系统。为了满足工业控制的要求，一般单片机的指令系统中均有极丰富的转移指令、I/O接口的逻辑操作以及位处理功能。单片机的逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的微机。

4）发展迅速，前景广阔，且简单方便，易于普及。在短短的近二十几年，形式多样、功能日趋完善的高性能单片机不断问世。单片机技术也是非常适合于专业、非专业人员掌握的一门普及技术，广大工程技术人员通过学习可以快速掌握其应用设计技术。

2.单片机的应用

单片机由于其功能简单、开发方便、尺寸小巧，具有良好的控制性能和灵活的嵌入形式，在许多领域都获得了极为广泛的应用。可以说，单片机是世界上数量最多的计算机。现代生活中几乎所有电子和机械产品中都集成有单片机。手机、计算机、家用电器、电子玩具、掌上电脑等都至少配有1～2个单片机，而个人计算机中也配置了为数不少的单片机，汽车上一般配备40多个单片机，复杂的工业控制系统中甚至可能有数百个单片机在同时工作。据不完全统计，目前世界上的单片机年销量已超过10亿片。下面就单片机的几个典型应用进行介绍。

1）智能仪器仪表。现代仪器仪表采用单片机，结合不同类型的传感器，可实现电压、功率、压力、温度、湿度、速度、加速度、长度等物理量的测量，不仅提高了仪器仪表使用功能和精度，使仪器仪表智能化、数字化，而且简化了其结构，减小了体积，降低了成本。

2）工业控制。用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。

3）消费类电子产品。该应用主要反映在家电领域。现在家用电器都向智能化发展，单片机是家用电器智能化的大脑和心脏。可以这样说，现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭锅、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、音响视频器材，到电子称量设备等，五花八门，无所不在。

4）在计算机网络和通信领域中的应用。信息和通信产品的自动化和智能化也离不开单片机的参与。现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物理条件，现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机、电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信，再到日常工作中随处可见的移动电话、集群移动通信、无线电对讲机等。

5）单片机在医用设备领域中的应用。单片机在医用设备中的用途亦相当广泛，例如医用呼吸机、各种分析仪、监护仪、超声诊断设备及病床呼叫系统等。

另外，在交通领域中，汽车、火车、飞机、航天器等均有单片机的广泛应用。例如，汽车的自动导航系统、航天测控系统、黑匣子等。

单片机早已渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通信与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。