什么是單片機(jī)？

單片機(jī)又稱單片微控制器,它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片,而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。概括的講：一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開(kāi)發(fā)提供了便利條件。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)是了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。
? ? 可以說(shuō)，二十世紀(jì)跨越了三個(gè)“電”的時(shí)代，即電氣時(shí)代、電子時(shí)代和現(xiàn)已進(jìn)入的電腦時(shí)代。不過(guò)，這種電腦，通常是指?jìng)€(gè)人計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱PC機(jī)。它由主機(jī)、鍵盤(pán)、顯示器等組成（如圖1所示）。還有一類計(jì)算機(jī)，大多數(shù)人卻不怎么熟悉。這種計(jì)算機(jī)就是把智能賦予各種機(jī)械的單片機(jī)（亦稱微控制器）。顧名思義，這種計(jì)算機(jī)的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，即可進(jìn)行簡(jiǎn)單運(yùn)算和控制。因?yàn)樗w積小，通常都藏在被控機(jī)械的“肚子”里。它在整個(gè)裝置中，起著有如人類頭腦的作用，它出了毛病，整個(gè)裝置就癱瘓了?，F(xiàn)在，這種單片機(jī)的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實(shí)時(shí)工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機(jī)，就能起到使產(chǎn)品升級(jí)換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞——“智能型”，如智能型洗衣機(jī)等。現(xiàn)在有些工廠的技術(shù)人員或其它業(yè)余電子開(kāi)發(fā)者搞出來(lái)的某些產(chǎn)品，不是電路太復(fù)雜，就是功能太簡(jiǎn)單且極易被仿制。究其原因，可能就卡在產(chǎn)品未使用單片機(jī)或其它可編程邏輯器件上。
? ? 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 ：
? ? 1.單片機(jī)在智能儀器儀表中的應(yīng)用；
? ? 2.單片機(jī)在工業(yè)測(cè)控中的應(yīng)用；
? ? 3.單片機(jī)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)中的應(yīng)用；
? ? 4.單片機(jī)在日常生活及家電中的應(yīng)用；
? ? 5.單片機(jī)在辦公自動(dòng)化方面。
? ? 目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒(méi)有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄象機(jī)、攝象機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開(kāi)單片機(jī)。更不用說(shuō)自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。

?所謂單片機(jī)，就是把中央處理器CPU（Central Processing Unit）、存儲(chǔ)器（Memory）、定時(shí)器、I/0（Input/Output）接口電路等一些計(jì)算機(jī)的主要功能部件集成在一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)。

單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

雖然單片機(jī)只是一個(gè)芯片，但從組成和功能上看，它已具有了微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的含義。中文“單片機(jī)”的稱呼由英文名稱“Single Chip Microcomputer”直接翻譯而來(lái)。單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如右圖所示。
??單片機(jī)把微型計(jì)算機(jī)的各主要部分集成在一塊芯片上,大大縮短了系統(tǒng)內(nèi)信號(hào)傳送距離，從而提高了系統(tǒng)的可靠性及運(yùn)行速度。因而在工業(yè)測(cè)控領(lǐng)域中，單片機(jī)系統(tǒng)是最理想的控制系統(tǒng)。所以，單片機(jī)是典型的嵌人式系統(tǒng)，是嵌入式系統(tǒng)低端應(yīng)用的最佳選擇。

一、單片機(jī)技術(shù)發(fā)展的四個(gè)階段

------ 單片機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了探索---完善---MCU化---百花齊放四個(gè)階段。

1、芯片化探索階段
20世紀(jì)70午代，美國(guó)的Fairchild(仙童)公司首先推出了第一款單片機(jī)F－8，隨后Intel公司推出了影響面大、應(yīng)用更廣的MCS48單片機(jī)系列。MCS48單片機(jī)系列的推出標(biāo)志著在工業(yè)控制領(lǐng)域，進(jìn)入到智能化嵌入式應(yīng)用的芯片形態(tài)計(jì)算機(jī)的探索階段。參與這一探索階段的還有Motorola、Zilog和Ti等大公司，它們都取得了滿意的探索效果，確立了在SCMC的嵌入式應(yīng)用中的地位。這就是Single Chip Microcomputer的誕生年代，單片機(jī)一詞即由此而來(lái)。這一時(shí)期的特點(diǎn)是：
◆ 嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的芯片集成設(shè)計(jì)；
◆ 少資源、無(wú)軟件，只保證基本控制功能。

2．結(jié)構(gòu)體系的完善階段
在MCS-48探索成功的基礎(chǔ)上很快推出了完善的、典型的單片機(jī)系列MCS-5l。MCS-51系列單片機(jī)的推出，標(biāo)志Single Chip Microcomputer體系結(jié)構(gòu)的完善。它在以下幾個(gè)方面奠定了典型的通用總線型單片機(jī)的體系結(jié)構(gòu)。

①完善的總線結(jié)構(gòu)：
◆并行總線：8位數(shù)據(jù)總線、16位地址總線及相應(yīng)的控制總線，兩個(gè)獨(dú)立的地址空間；
●串行總線：通信總線，擴(kuò)展總線。

②完善的指令系統(tǒng)：
◆具有很強(qiáng)的位處理功能和邏輯控制功能，以滿足工業(yè)控制等方面的需要；
◆功能單元的SFR(特殊功能寄存器)集中管理。

③完善的MCS-51成為SCMC的經(jīng)典體系結(jié)構(gòu)。
日后，許多電氣商在MCS-51的內(nèi)核和體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，生產(chǎn)出各具特色的單片機(jī)。

3．從SCMC向MCU化過(guò)渡階段
Intel公司推出的MCS96單片機(jī)，將一些用于測(cè)控系統(tǒng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、程序運(yùn)行監(jiān)視器(WDT)、脈寬調(diào)制器(PWM)、高速I/O口納入片中，體現(xiàn)了單片機(jī)的微控制器特征。MCS-51單片機(jī)系列向各大電氣商的廣泛擴(kuò)散，許多電氣商競(jìng)相使用80C51為核，將許多測(cè)控系統(tǒng)中使用的電路技術(shù)、接口技術(shù)、可靠性技術(shù)應(yīng)用到單片機(jī)中；隨著單片機(jī)內(nèi)外圍功能電路的增強(qiáng)，強(qiáng)化了智能控制器特征。微控制器(Microcontrollers)成為單片機(jī)較為準(zhǔn)確表達(dá)的名詞。其特點(diǎn)是：

①滿足嵌入式應(yīng)用要求的外圍擴(kuò)展，如WDT、PWM、ADC、DAC、高速I/0口等。
②眾多計(jì)算機(jī)外圍功能集成，如：
◆提供串行擴(kuò)展總線：SPI、I2C、BUS、Microwire；
◆配置現(xiàn)場(chǎng)總線接口：CAN BUS。
③CMOS化，提供功耗管理功能。
④提供OTP供應(yīng)狀態(tài)，利于太規(guī)模和批量生產(chǎn)。

4．MCU的百花齊放階段
??單片機(jī)發(fā)展到這一階段，表明單片機(jī)已成為工業(yè)控制領(lǐng)域中普遍采用的智能化控制工具-----小到玩具、家電行業(yè)，大到車載、艦船電子系統(tǒng)，遍及計(jì)量測(cè)試、工業(yè)過(guò)程控制、機(jī)械電子、金融電子、商用電子、辦公自動(dòng)化、工業(yè)機(jī)器人、軍事和航空航天等領(lǐng)域。為滿足不同的要求，出現(xiàn)了高速、大尋址范圍、強(qiáng)運(yùn)算能力和多機(jī)通信能力的8位、16位、32位通用型單片機(jī)，小型廉價(jià)型、外圍系統(tǒng)集成的專用型單片機(jī)，以及形形色色各具特色的現(xiàn)代單片機(jī)?？梢哉f(shuō)，單片機(jī)的發(fā)展進(jìn)人了百花齊放的時(shí)代，為用戶的選擇提供了空間。這一時(shí)期的特點(diǎn)為：

(1)電氣商、半導(dǎo)體商的普遍介入
MCS-48的成功，刺激了許多半導(dǎo)體公司競(jìng)相研制和發(fā)展自己的單片機(jī)系列。到目前為止，世界各地廠商已相繼研制出大約50個(gè)系列300多個(gè)品種的單片機(jī)產(chǎn)品，其中較有代表性的有Motorola公司的6801、6802，Zilog公司的Z-8系列，Microchip公司的PIC系列等。此外，開(kāi)本的NEC公司、日立公司也都推出了各自具有特色的單片機(jī)品種。

(2)大力發(fā)展專用單片機(jī)
通用型與專用型是按某一型號(hào)單片機(jī)適用范圍區(qū)分的。例如，80C51是通用型單片機(jī)，它并不是為某一種專門用途設(shè)計(jì)的單片機(jī)；而專用型單片機(jī)是針對(duì)某一類產(chǎn)品甚至某個(gè)產(chǎn)品需要而設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的單片機(jī)。例如，來(lái)電顯示電話中配有液晶驅(qū)動(dòng)器接口的單片機(jī)和全自動(dòng)洗衣機(jī)中的微控制器，都是專用單片機(jī)；特別是小家電、玩具領(lǐng)域的單片機(jī)，因?yàn)樾》庋b、價(jià)格低廉一外圍器件、外設(shè)接口集成度高，多數(shù)為專用單片機(jī)。

(3)提高綜合品質(zhì)
在體系結(jié)構(gòu)(RISC)、電磁兼容性能(EMC)、開(kāi)發(fā)環(huán)境(高級(jí)語(yǔ)言支持ISP、IAP等)、功耗管理等諸方面得到了提高。根據(jù)控制單元設(shè)計(jì)的方式與采用的技術(shù)不同，目前市場(chǎng)上的這些單片機(jī)可區(qū)分為兩大類型：繁雜指令集結(jié)構(gòu)(CISC架構(gòu))和精簡(jiǎn)指令集結(jié)構(gòu)(RISC架構(gòu))。繁雜指令集結(jié)構(gòu)(CISC)的特點(diǎn)是指奪數(shù)量多，尋址方式豐富，較適合初學(xué)者系統(tǒng)學(xué)習(xí)，如INTEL的80C51或80C196、
MC68K；而精簡(jiǎn)指令集結(jié)構(gòu)(RISC)具有較少的指令與尋址模式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，執(zhí)行程序的速度較快，成為單片機(jī)的后起之秀，如PIC、EM78XXX和Z86HCXX。
??ISP(In System Programming)和IAP(In Application Programming)方式是兩種先進(jìn)的實(shí)時(shí)在線開(kāi)發(fā)方式。它們無(wú)須傳統(tǒng)的開(kāi)發(fā)裝置，借助計(jì)算機(jī)和單片機(jī)的高性能，實(shí)現(xiàn)了真正的在線仿真。

(4)C語(yǔ)言的廣泛支持
◆單片機(jī)普遍支持C語(yǔ)言編程，為后來(lái)者學(xué)習(xí)和應(yīng)用單片機(jī)提供了方便；
◆高級(jí)語(yǔ)言減少了選型障礙，便于程序的優(yōu)化、升級(jí)和交流。

(5)多種選擇下的選擇原則
●尋求最簡(jiǎn)化的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)；
◆盡可能選擇專用單片機(jī)；
◆綜合考慮下進(jìn)行合理的選擇。

二、80C51單片機(jī)的家族簡(jiǎn)介

雖然目前單片機(jī)的品種很多，但其中最具代表性的當(dāng)屬Intel公司的MCS-51單片機(jī)系列。MCS-51以其典型的結(jié)構(gòu)、完善的總線、SFR的集中管理模式、位操作系統(tǒng)和面向控制功能的豐富的指令系統(tǒng)，為單片機(jī)的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。MCS-51系列的典型芯片是80C51（CHMOS型的8051）。為此，眾多的廠商都介入了以80C51為代表的8位單片機(jī)的發(fā)展，如Philips、Siemens（Infineon）、Dallas、ATMEL等公司，我們把這些公司生產(chǎn)的與80C51兼容的單片機(jī)統(tǒng)稱為80C5l系列。特別是在近年來(lái)，80C51系列又有了許多發(fā)展，推出廠一些新產(chǎn)品，主要是改善單片機(jī)的控制功能，如內(nèi)部集成了高速I/O口、ADC、PWM、WDT等，以及低電壓、微功耗、電磁兼容、串行擴(kuò)展總線、控制網(wǎng)絡(luò)總線性能等。
●ATMEL公司研制的89CXX系列是將Flash Memory(EEPROM)集成在80C51中，作為用戶程序存儲(chǔ)器，并不改變80C51的結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)。
◆Philips公司的83/87C7XX系列不改變80C51結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)，省去了并行擴(kuò)展總線，屬于非總線的廉價(jià)型單片機(jī)，特別適合于家電產(chǎn)品。
◆lnfineon(原Siemens半導(dǎo)體)公司推出的C500系列單片機(jī)在保持與80C51兼容的前提下，增強(qiáng)了各項(xiàng)性能，尤其是增強(qiáng)了電磁兼容性能，增加了CAN總線接口，特別適用于工業(yè)控制、汽車電子、通信和家電領(lǐng)域。
鑒于80C51系列在硬件方面的廣泛性、代表性和先進(jìn)性以及指令系統(tǒng)的兼容性，初學(xué)者可以選擇51系列單片機(jī)作為學(xué)習(xí)單片機(jī)的首選類型，至于其它類型的單片機(jī)，在深入學(xué)習(xí)和掌握了80C51單片機(jī)之后再去學(xué)習(xí)已不是什么難事。

三、單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)

1．制作工藝CMOS化(全盤(pán)CMOS化)
出于對(duì)低功耗的普遍要求，目前各大廠商推出的各類單片機(jī)產(chǎn)品都采用了CHMOS工藝。80C51系列單片機(jī)采用兩種半導(dǎo)體工藝生產(chǎn)。一種是HMOS工藝,即高密度短溝道MOS工藝。另外一種是CHMOS工藝，即互補(bǔ)金屬氧化物的HMOS工藝。CHMOS是CMOS和HMOS的結(jié)合，除保持了HMOS的高速度和高密度的特點(diǎn)之外，還具有CMOS低功耗的特點(diǎn)。例如8051的功耗為630mw，而80C51的功耗只有120mw。在便攜式、手提式或野外作業(yè)儀器設(shè)備上低功耗是非常有意義的。因此，在這些產(chǎn)品中必須使用CHMOS的單片機(jī)芯片。

2．盡量實(shí)現(xiàn)單片化
盡管我們常說(shuō)，單片機(jī)是將中央處理器CPU、存儲(chǔ)器和I/O接口電路等主要功能部件集成在一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)，但由于工藝和其它方面的原因，很多功能部件并未集成在單片機(jī)芯片內(nèi)部。于是，用戶通常的做法是根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的需要在外圍擴(kuò)展功能芯片。隨著集成電路技術(shù)的快速發(fā)展和“以人為本”思想在單片機(jī)設(shè)計(jì)上的體現(xiàn)，很多單片機(jī)生產(chǎn)廠家充分考慮到用戶的需求，將一些常用的功能部件，如A/D(模/數(shù)轉(zhuǎn)換器)、D/A(數(shù)/模轉(zhuǎn)換器)、PWM(脈沖產(chǎn)生器)以及LCD(液晶)驅(qū)動(dòng)器等集成到芯片內(nèi)部，盡量做到單片化；同時(shí)，用戶還可以提出要求，由廠家量身定作(SOC設(shè)計(jì))或自行設(shè)計(jì)。

3．共性與個(gè)性共存
如今的市場(chǎng)上為我們提供了豐富多彩的單片機(jī)產(chǎn)品。從宏觀上講，有RISC和CISC兩大類型；從微觀上說(shuō)，有Intel、Motorola、Philips、Microchip、EMC、NEC等公司的相關(guān)產(chǎn)品。在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，都將維持這種群雄并起、共性與個(gè)性共存的局面。究其原因，主要有以下兩點(diǎn)。首先，以80C51為代表的單片機(jī)的基礎(chǔ)地位不會(huì)動(dòng)搖。這是因?yàn)?0C51的架構(gòu)和指令系統(tǒng)為后來(lái)的單片機(jī)提供了參考基準(zhǔn)和強(qiáng)大支持，凡是學(xué)過(guò)80C51單片機(jī)的人再去學(xué)用其它類型的單片機(jī)易如反掌，借梯子爬坡何樂(lè)而不為呢？有關(guān)這方面的教材建設(shè)在出版界也得到了共識(shí)，取得了斐然的成果；這足以解釋為制么在課堂上大家都以80C51的教材來(lái)進(jìn)行教與學(xué)了。其次，個(gè)性化的產(chǎn)品如專用單片機(jī)等在滿足用戶需求方面得到了大家的認(rèn)可，在應(yīng)用領(lǐng)域大有后來(lái)趕上的架勢(shì)；它們由于先天的優(yōu)勢(shì)，在80C51的基礎(chǔ)上揚(yáng)長(zhǎng)避短，以用戶需要為根本，在市場(chǎng)上受到丁歡迎。總之，80C51作為共性的代表會(huì)與個(gè)性化的產(chǎn)品相互依存，共同發(fā)展，將會(huì)給用戶帶來(lái)更大的實(shí)惠與方便。

四、單片機(jī)的應(yīng)用范圍

在說(shuō)單片機(jī)應(yīng)用之前，首選來(lái)談?wù)勎覀兪褂玫碾娔X（PC機(jī)），我們使用的電腦屬于通用計(jì)算機(jī)，真是感嘆計(jì)算機(jī)發(fā)展神速！現(xiàn)在個(gè)人電腦的性能比以前已經(jīng)得到了極大的提高，普通PC機(jī)的運(yùn)行速度就已經(jīng)達(dá)到了3GB以上，擁有海量的硬盤(pán)空間，80GB、160GB甚至200G都很常見(jiàn)，內(nèi)存普通的都有256M、512M甚至有1G內(nèi)存，使用19"大屏幕液晶顯示器。。。正是這些電腦的高性能，為我們海量數(shù)值計(jì)算、信息處理、多媒體和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、辦公、家用等的實(shí)現(xiàn)成為可能。

相比之下，單片機(jī)的硬件配置就沒(méi)有通用計(jì)算機(jī)那么高了，單片機(jī)運(yùn)算速度一般只有幾兆至幾十兆，如51單片機(jī)常用的晶振頻率有6MHZ、11.0592MHZ和24MHZ等；單片機(jī)內(nèi)部程序空間也比較小，一般在幾KB到幾十KB；單片機(jī)內(nèi)存RAM一般幾百字節(jié)到幾KB。雖然單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)的性能無(wú)法和電腦相比，但是單片機(jī)具有高可靠性、體積小、智能性、實(shí)時(shí)性、可塑性強(qiáng)（只要寫(xiě)入不同的程序，同一片單片機(jī)能夠完成不同的工作）等諸多特點(diǎn)，而且價(jià)格低廉，如一片89S51單片機(jī)才幾塊錢。正是這些特點(diǎn)，使單片機(jī)成為工程師們開(kāi)發(fā)嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)和小型智能化產(chǎn)品的首選！

舉個(gè)單片機(jī)應(yīng)用的典型例子，如老式洗衣機(jī)采用機(jī)械式定時(shí)控制器，功能單一，而故障頻繁。要開(kāi)發(fā)家用智能化洗衣機(jī)，采用性能強(qiáng)大的通用計(jì)算機(jī)（PC機(jī)）固然能夠輕易實(shí)現(xiàn)，但是這樣就大材小用了，而且其成本太高，體積龐大。。。最佳的解決方案就是采用廉價(jià)單片機(jī)了，采用“單片機(jī)＋控制程序＋接口電路＋執(zhí)行機(jī)構(gòu)”的智能化洗衣機(jī)控制方案后，洗衣機(jī)就具有了智能化的特性，能夠自動(dòng)進(jìn)行控制整個(gè)洗滌過(guò)程，從注水、加洗衣粉、洗滌、漂洗、脫水、烘干等一系列工作過(guò)程，甚至能夠自動(dòng)判斷洗衣量及衣服材質(zhì)而采用最佳的洗滌方式等，并且有多種不同的洗滌程序（方式）給你選擇，你只需把衣服放進(jìn)去后洗衣過(guò)程就由單片機(jī)自動(dòng)控制下完成了，洗滌完后你拿出來(lái)就已經(jīng)烘干可以穿了：），實(shí)實(shí)在在的全自動(dòng)，智能化，這樣極大地降低了我們的勞動(dòng)強(qiáng)度。

從上面的簡(jiǎn)單例子中，我們看到了單片機(jī)應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)意義了。單片機(jī)極高的可靠性，微型性和智能性（我們只要編寫(xiě)不同的程序后就能夠完成不同的控制工作），單片機(jī)已成為工業(yè)控制領(lǐng)域中普遍采用的智能化控制工具，已經(jīng)深深地滲入到我們的日常生活當(dāng)中-----小到玩具、家電行業(yè)，大到車載、艦船電子系統(tǒng)，遍及計(jì)量測(cè)試、工業(yè)過(guò)程控制、機(jī)械電子、金融電子、商用電子、辦公自動(dòng)化、工業(yè)機(jī)器人、軍事和航空航天等領(lǐng)域都可見(jiàn)到單片機(jī)的身影。以下是一些應(yīng)用舉例：

1、智能產(chǎn)品：?jiǎn)纹瑱C(jī)微處理器與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品相結(jié)合，使傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、控制智能化，構(gòu)成新一代的機(jī)電一體化的產(chǎn)品。例如傳真打字機(jī)采用單片機(jī)，可以取代近千個(gè)機(jī)械器件；縫紉機(jī)采用單片機(jī)控制，可執(zhí)行多功能自動(dòng)操作、自動(dòng)調(diào)速、控制縫紉花樣的選擇。

2、智能儀表：用單片機(jī)微處理器改良原有的測(cè)量、控制儀表，能使儀表數(shù)寧化、智能化、多功能化、綜合化。而測(cè)量?jī)x器中的誤差修正、線性化等問(wèn)題也可迎刃而解。

3、測(cè)控系統(tǒng)：用單片機(jī)微處理器可以設(shè)計(jì)各種工業(yè)控制系統(tǒng)、環(huán)境控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)，例如溫室人工氣候控制、水閘自動(dòng)控制、電鍍生產(chǎn)線自動(dòng)控制、汽輪機(jī)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)等。

4、數(shù)控型控制機(jī)：在目前數(shù)字控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)易控制機(jī)中，采用單片機(jī)可提高可靠性，增強(qiáng)其功能、降低成本。例如在兩坐標(biāo)的連續(xù)控制系統(tǒng)中，用805l單片機(jī)微處理器組成的系統(tǒng)代替Z-80組臺(tái)系統(tǒng)，在完成同樣功能的條件下，其程序長(zhǎng)度可減少50％，提高了執(zhí)行速度。數(shù)控型控制機(jī)采用單片機(jī)后口可能改變其結(jié)構(gòu)模式，例如使控制機(jī)與伺服控制分開(kāi)，用單片機(jī)構(gòu)成的步進(jìn)電機(jī)控制器可減輕數(shù)控型控制機(jī)的負(fù)擔(dān)。

5、智能接口：微電腦系統(tǒng)，特別是較大型的工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)中，除外圍裝置(打印機(jī)、鍵盤(pán)、磁盤(pán)、CRT)外，還有許多外部通信、采集、多路分配管理、驅(qū)動(dòng)控制等接口。這些外圍裝置與接口如果完全由主機(jī)進(jìn)行管理，勢(shì)必造成主機(jī)負(fù)擔(dān)過(guò)重，降低執(zhí)行速度，如果采用單片機(jī)進(jìn)行接口的控制與管理，單片機(jī)微處理器與主機(jī)可并行上作，大大地提高了系統(tǒng)的執(zhí)行速度。如在大型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，用單片機(jī)對(duì)模擬，數(shù)字轉(zhuǎn)換接口進(jìn)行控制不僅可提高采集速度，還可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)先處理，如數(shù)字濾波、線性化處理、誤差修正等。在通信接口中采用單片機(jī)可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼譯碼、分配管理、接收/發(fā)送控制等。

最常用的單片機(jī)芯片有：89C51系列等。