1、目 录摘要.IIABSTRACT.III1 绪论.I1.1 课题的背景简介.11.1.1 电梯的历史与发展11.1.2 基于单片机电梯控制的优势.11.2 课题的主要研究内容及设计步骤.21.3 课题的开发环境简介.21.3.1 电路图制作软件 Altium designer 7.0.21.3.2C51 的程序开发软件 Keil.31.4 设计功能要求32 方案的选择及确定32.1 常见的控制方案.32.1.1 基于电子电路的控制.42.1.2 基于 PLC 的控制.42.1.3 基于单片机的控制.52.2 方案确定.53 单片机概述.53.1 单片机简介.63.2 单片机的特点.63.3 单
2、片机的应用领域.73.4 单片机的发展趋势.73.5 单片机的主要生产厂家和机型84 硬件系统实现.104.1 功能模块图.104.2 AT89S51 芯片104.3 键盘矩阵电路的设计.144.4 单片机最小系统设计154.5 显示电路设计.164.6 电机正反转控制.174.7 设计电路及连线.175 软件设计195.1 软件功能描述195.2 流程图设计205.3 程序设计.214.3.1 程序初始化.216 系统调试.326.1 硬件调试326.2 软件调试33致 谢35参考文献36基于单片机的电梯控制设计摘要随着现代城市的发展，高层建筑日益增多，电梯成为人们日常生活必不可少的代步工具
3、。电梯性能的好坏对人们生活的影响越来越显著，因此必须努力提高电梯系统的性能，保证电梯的运行既高效节能又安全可靠。传统的电梯控制系统采用的是继电器逻辑控制电路，这种控制易出故障，维护不便，运行寿命短，占地空间大，正逐步被淘汰。单片机即单片微型计算机（Single-Chip Microcomputer） ，是集 CPU ，RAM ，ROM 定时，计数和多种接口于一体的微控制器。其中 51 单片机是各种单片机中最为典型和最有代表性的一种,广泛应用于各个领域.电梯是集机械原理应用、电气控制技术、微处理器技术、系统工程学等多学科和技术分支于一体的机电设备，它是建筑中的永久垂直交通工具。本论文选择 82C
4、51 为核心控制元件，设计了一个六层电梯系统，使用单片机汇编语言进行编程，实现运送乘客到任意楼层，并且显示电梯的楼层和上下行。利用单片机控制电梯有成本低，通用性强，灵活性大及易于实现复杂控制等优点。关键词单片机/电梯/控制DESIGNOF ELEVATOR CORTROLLINGEQUIPMENT BASED ON SINGLE-CHIP MICROCOMPUTERABSTRACTWith the development of modern cities, an increasing number of high-rise building, elevator become an indisp
5、ensable means of transport of daily life. The quality of the lift performance of the impact on peoples lives becoming more and more obvious, it must strive to improve the performance of elevator systems, and ensure the operation of the lift is safe, reliable and energy efficient. The traditional ele
6、vator control system uses logic of the relay to control circuit, this kind of controls easily to be crash, maintains inconveniently, the movement life is short, and that occupying a large area of space, it being eliminated gradually. Microcontroller that microcomputer (Single-Chip Microcomputer) gat
7、hering CPU, RAM, ROM, the timing, number and variety of interface integrated microcontrollers. 51 various SCM SCM is the most typical and most representative of a widely used in various fields. Elevator is the application of the principle set machinery, electrical control technology, microprocessor
8、technology, systems engineering and other technical disciplines and branches of the integration of mechanical and electrical equipment, which is building a permanent vertical transport. This paper chooses 82C51 control of the core components, designed a new 8 storey lift systems, using single-chip a
9、ssembly language programming, transporting passengers arrived a floor, it also shows the elevator floor and downlink. SCM control elevators low cost, versatility, flexibility and ease of large complex control advantages.KEY WORDSSingle-Chip，MicrocomputerElevator，control第一章绪论1.1 课题的背景简介1.1.1 电梯的历史与发展
10、电梯进入人们的生活已经 150 年了。一个半世纪的风风雨雨，翻天覆地的是历史的变迁，永恒不变的是电梯提升人类生活质量的承诺。 生活在继续，科技在发展，电梯也在进步。150 年来，电梯的材质由黑白到彩色，样式由直式到斜式，在操纵控制方面更是步步出新手柄开关操纵、按钮控制、信号控制、集选控制、人机对话等等，多台电梯还出现了并联控制，智能群控；双层轿厢电梯展示出节省井道空间，提升运输能力的优势；变速式自动人行道扶梯的出现大大节省了行人的时间；不同外形扇形、三角形、半菱形、半圆形、整圆形的观光电梯则使身处其中的乘客的视线不再封闭。如今，以美国奥的斯公司为代表的世界各大著名电梯公司各展风姿，仍在继续进行
11、电梯新品的研发，并不断完善维修和保养服务系统。调频门控、智能远程监控、主机节能、控制柜低噪音耐用，一款款集纳了人类在机械、电子、光学等领域最新科研成果的新型电梯竞相问世，冷冰冰的建筑因此散射出人性的光辉，人们的生活因此变得更加美好。 中国最早的一部电梯出现在上海，是由美国奥的斯公司于 1901 年安装的。1932 年由美国奥的斯公司安装在天津利顺德酒店的电梯至今还在安全运转着。1951 年，党中央提出要在天安门安装一台由我国自行制造的电梯，天津从庆生电机厂荣接此任，四个月后不辱使命，顺利地完成了任务。十一届三中全会后，沐浴着改革开放的春风，我国电梯业进入了高速发展的时期。在我国任何一个城市，电
12、梯都在被广泛应用着。电梯给人们的生活带来了便利，也为我国现代化建设的加速发展提供了强大的保障。电梯是高层建筑中安全、可靠、垂直上下的运载工具，对改善劳动条件、减轻劳动强度起到很大的作用。电梯的应用范围很广，可用于宾馆、饭店、办公大楼、商场、娱乐场所、仓库以及居民住宅大楼等。在现代社会中，电梯已成为人类必不可少的垂直运输交通工具。1.1.2 基于单片机电梯控制的优势传统的电梯运行逻辑控制系统采用的是继电器逻辑控制线路。采用这种控制线路,存在易出故障、维护不便、运行寿命较短、占用空间大等缺点。目前，由可编程控制器（PLC）或微型计算机组成的电梯运行逻辑控制系统，正以很快的速度发展着。可编程控制器，
13、是微机技术与继电器常规控制技术相结合的产物，是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器，是一种以微处理器为核心用作数字控制的专用计算机，它有良好的抗干扰性能，适应很多工业控制现场的恶劣环境，所以现在的电梯控制系统主要还是由可编程控制器控制。但是由于 PLC 的针对性较强，每一台 PLC 都是根据一个设备而设计的，所以价格较昂贵。而单片机价格相当便宜，如果在抗干扰功能上有所提高的话完全可以代替 PLC 实现对工控设备的控制。当然单片机并不象 PLC那么有针对性，所以由单片机设计的控制系统可以随着设备的更新而不断修改完善，更完美的实现设备的升级。 电梯控制系统是比较复杂的一个大型系统，
14、在计算机诞生的几十年里，继电器控制系统为电梯控制的发展做了巨大的贡献，但在性能上和 PLC 还是有本质上的差距。在科技的不断发展下，单片机控制系统很快可以解决抗扰性，成为方便有效的电梯控制系统。1.2 课题的主要研究内容及设计步骤本课题的主要任务是完成一个电梯系统调度的仿真，即根据每个楼层不同顾客的按键需求，让电梯做出合理的判断，正确有效地知道电梯完成各项载客任务，并施至以单片机上进行模拟仿真。根据此任务，本课题需要研究的内容有：1、根据系统的技术要求，进行系统硬件的总体方案设计；2、学习单片机的相关知识，并且加以运用；3、研究单片机汇编语言，并且规定电梯的工作规则，加以实现；4、对软件和硬件
15、进行调试，让其协调工作，完成指定任务。结合以上内容设计思路可以归纳如下本次设计的基本思想是采用 AT89C51 单片机作为核心，利用其丰富的 I/O接口与外围电路配合进行控制。采用定时器延时来控制电梯的位置校验，采用8 位 LED 静态显示来实时显示电梯所在楼层，并用 74ls245 来驱动 LED 显示。采用行列式键盘矩阵作为外呼内选电路，由于是 6 层楼，故选用 44 矩阵键盘。当电梯到达目的楼层时电机停止，此时即可进、出乘客，乘客进入电梯之后可选择去哪一层，然后电梯根据乘客的选择判断去哪一层，继续运行。通过单片机控制电梯在上升过程中只响应上升呼叫，下降过程中只响应下降呼叫。电梯的正常运行
16、通过单片机的控制来实现。本课题的设计方案步骤如下：关于硬件部分：首先，对实际的电梯系统进行模拟，一般情况下，一个电梯应该具备相关按键、二极管、数码管等，由于这是一个调度模块，故没有设计具体的轿厢等机械部分。然后，结合这些实物，选择恰当的芯片，并分成若干模块，安排好各自之间的关系。由于其有诸多按键和显示环节，而单片机的 I/O 口管脚资源实在有限，故需要 I/O 口扩展，用以管理二极管；同时要有专门的按键控制芯片，从而便于按键管理。关于软件部分：处于最底层的是对两个芯片的寄存器读写工作，完成后方可进行更高层的应用程序调试。为了使硬件简单化，我选择了模拟时序的方法读写寄存器，这比总线操作的方法节省
17、了锁存器。然后是关于电梯调度时所遵循的原则作出规定，其必须基于高效与人性化两个原则。最后是使用 C 语言将规定程序化，以便电梯真正的运作。当然，二者的关系并不是分离的，它们是相辅相成，硬件依据软件来验证，软件依据硬件来调试。经过一个个的发现问题、一个个的解决问题，最终做出完美的电梯调度模块。1.3 课题的开发环境简介1.3.1 电路图制作软件 Altium designer 7.0Altium Designer 7.0 不 断 通 过 为 高 速 设 计 提 供 各 种 功 能 来 提 高 用 户 生 产力 ， 这 些 功 能 包 括 交 互 式 长 度 调 整 和 PCB 层 片 增 强 等
18、 功 能 。 新 增 的 库 工具 和 各 种 新 功 能 将 Altium Designer 提 升 成 为 统 一 的 电 子 产 品 开 发 解 决 方 案 。这 款 最 新 的 更 新 程 序 将 进 一 步 增 强 您 的 能 力 ， 让 您 能 够 在 更 短 的 “设 计 到 制造 ”周 期 内 生 产 更 为 尖 端 、 更 具 创 新 性 的 电 子 产 品 。 （ Altium Designer 完 全取 代 了 Protel）Altium Designer Summer 08 新 增 汇 入 Allegro PCB(*.brd)的 转 文 件 功 能 。Altium De
19、signer 提 供 了 唯 一 一 款 统 一 的 应 用 方 案 ， 其 综 合 电 子 产 品 一体 化 开 发 所 需 的 所 有 必 须 技 术 和 功 能 。 Altium Designer 在 单 一 设 计 环 境 中集 成 板 级 和 FPGA 系 统 设 计 、 基 于 FPGA 和 分 立 处 理 器 的 嵌 入 式 软 件 开 发以 及 PCB 版 图 设 计 、 编 辑 和 制 造 。 并 集 成 了 现 代 设 计 数 据 管 理 功 能 ,使 得Altium Designer 成 为 电 子 产 品 开 发 的 完 整 解 决 方 案 一 个 既 满 足 当 前
20、， 也 满足 未 来 开 发 需 求 的 解 决 方 案 。1.3.2C51 的程序开发软件 Keil单片机开发中除必要的硬件外，同样离不开软件，我们写的汇编语言源程序要变为 CPU 可以执行的机器码有两种方法，一种是手工汇编，另一种是机器汇编，目前已极少使用手工汇编的方法了。机器汇编是通过汇编软件将源程序变为机器码，用于 MCS-51 单片机的汇编软件有早期的 A51，随着单片机开发技术的不断发展，从普遍使用汇编语言到逐渐使用高级语言开发，单片机的开发软件也在不断发展，Keil 软件是目前最流行开发 MCS-51 系列单片机的软件，这从近年来各仿真机厂商纷纷宣布全面支持 Keil 即可看出。
21、Keil 提供了包括 C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部份组合在一起。运行Keil 软件需要 Pentium 或以上的 CPU，16MB 或更多 RAM、20M 以上空闲的硬盘空间、WIN98、NT、WIN2000、WINXP 等操作系统。掌握这一软件的使用对于使用 51 系列单片机的爱好者来说是十分必要的，如果你使用 C 语言编程，那么 Keil 几乎就是你的不二之选（目前在国内你只能买到该软件、而你买的仿真机也很可能只支持该软件） ，即使不使用 C 语言而仅用汇编语言编程，其方便易用的集成环境、强大
22、的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。Keil C51 软件是众多单片机应用开发的优秀软件之一，它集编辑，编译，仿真于一体，支持汇编,PLM 语言和 C 语言的程序设计，界面友好，易学易用。1.4 设计功能要求本设计是为一六层电梯设计一调度系统，即使电梯能够合理高效地运行，完成各楼层顾客的接送任务。形象地说，就是要应对不同楼层顾客的不同需求，作出合理高效的判断，使所有顾客在整体运用时间最短的条件下将其运往各自的目的地。这个设计的成品应该可以作为真实电梯的控制系统一样，遵守以下两个原则：一是高效性，二是人性化。而实际电梯所面临的情况无比复杂，故本设计的难点除了硬件上面外，还有对这些复杂的情况归类化
23、，分为若干个基本情况，另外是用恰当的 C 语言描述来表达这些复杂的逻辑。第二章方案的选择及确定2.1 常见的控制方案2.1.1 基于电子电路的控制步进电机受电脉冲信号控制，电脉冲信号的产生、分配、放大全靠电子元器件的动作来实现。由于脉冲控制信号的驱动能力一般都很弱，一次必须有功率放大驱动电路。步进电机与控制电路、功率放大驱动电路组成一体，构成步进电机驱动系统。此种控制电路设计简单，功能强大，可实现一般步进电机的细分任务。这个系统由三个部分组成：脉冲信号产生电路、脉冲信号分配电路、功率放大驱动电路。系统组成：脉冲控制器-环形分配器-功率放大驱动电路-步进电机。此种方案即可为开环控制，也可闭环控制
24、。开环时，其平稳性好，成本低，设计简单，但未能实现高精度细分。采用闭环控制，即能实现高精度细分，实现无级调速。闭环控制是不断直接或间接地检测转子的位置和速度，然后通过反馈和适当的处理，自动给出脉冲链，使步进电机每一步响应控制信号的命令，从而只要控制策略正确电机不可能轻易失步。该方案多通过一些大规模集成电路来控制其脉冲输出频率和脉冲输出数，功能相对较单一，如需改变控制方案，必须重新设计，因此灵活性不高。2.1.2 基于 PLC 的控制PLC 也叫可编控制器，是一种工业上用的计算机。PLC 作为新一代的工业控制器，由于具有通用性好、实用性强、硬件配套齐全、编程简单易学和可靠性高等优点而广泛应用于各
25、行业的自动控制中。步进电机控制系统有 PLC、环形分配器和功率驱动电路组成。控制系统采用 PLC 来产生控制脉冲。通过 PLC 编程输出一定数量的方波脉冲，控制步进电机的转角进而控制伺服机构的进给量，同时通过编程控制脉冲频率来控制步进电机的转动速度，进而控制伺服机构的进给速度。环形脉冲分配器将 PLC 输出的控制脉冲按步进电机的通电顺序分配到相应的绕组。PLC 控制的步进电机可以采用软件环形分配器，也可采用硬件环形分配器。采用软件环形非配器占用 PLC 资源较多，特别是步进电机绕组相数大于 4 时，对于大型生产线应该予以考虑。目前市场有多种专用芯片可以选用。步进电机功率驱动电路将 PLC 输出
26、的控制脉冲放大，达到比较大的驱动能力，来驱动步进电机。采用软件来生产控制步进电机的环形脉冲信号，并用 PLC 的定时器来产生速度脉冲信号，这样就可以省掉专用的步进电机驱动器，降低硬件成本。但由于 PLC 的扫描周期一般为几毫秒到几十毫秒，相应的频率只能达到几百赫兹，因此，受到 PLC 工作方式的限制及其扫描周期的影响，步进电机不能在高频下工作，无法实现高速控制。并且在速度较高时，由于受到扫描周期的影响，相应的控制精度就降低了。2.1.3 基于单片机的控制采用单片机来控制步进电机，实现了软件与硬件相结合的控制方法。用软件代替环形分配器，达到了对步进电机的最佳控制。系统中采用单片机接口线直接去控制
27、步进电机各项驱动线路。由于单片机的强大功能，还可以设计大量的外围电路，键盘作为一个外部中断源，设置了步进电机正转、反转、档次、停止等功能，采用中断和查询相结合的方法来调用中断服务程序，完成对步进电机的最佳控制，显示器及时显示正转、反转速度等状态。环形分配器其功能由单片机系统实现，采用软件编程的办法实现脉冲的分配。2.2 方案确定基于单片机控制有以下优点：单片机软件编程可以使复杂的控制过程实现自动控制和精度控制，避免了失步、震荡等对控制精度的影响；用软件代替环形分配器，通过对单片机的设定，用同一种电路实现了多相步进电机的控制和驱动，大大提高了接口电路的灵活性和通用性；单片机的强大功能使显示电路、
28、键盘电路、复位电路等外围电路有机的组合，大大提高系统的交互性。基于以上优点，本次设计采用基于单片机的控制方案。第三章 单片机概述单片机全称为单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）,又称为微控制器（Microcontroller Unit）或嵌入式控制器（Embedded Controller） 。它是将计算机的基本部件微型化并集成到一块芯片上的微型计算机，通常片内都含有 CPU、ROM、RAM、并行 I/O、串行 I/O、定时器/计数器、中断控制、系统时钟及系统总线等。随着技术的发展，单片机片内集成的功能越来越强大，并朝着 SOC（System on Chip）方
29、向发展。单片机有着体积小、功耗低、功能强、性能价格比高、易于推广应用等显著优点，在自动化装置、智能仪器仪表、过程控制、通信、家用电器等许多领域得到日益广泛的应用。3.1 单片机简介单片机是一种集成电路芯片，采用超大规模技术把具有数据处理能力(如算术运算，逻辑运算、数据传送、中断处理)的微处理器(CPU)，随机存取数据存储器(RAM)，只读程序存储器(ROM)，输入输出电路(I/O 口)，可能还包括定时计数器，串行通信口(SCI)，显示驱动电路(LCD 或 LED 驱动电路)，脉宽调制电路(PWM)，模拟多路转换器及 A/D 转换器等电路集成到一块单块芯片上，构成一个最小,然而完善的计算机系统。
30、这些电路能在软件的控制下准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。由此来看，单片机有着微处理器所不具备的功能，它可单独地完成现代工业控制所要求的智能化控制功能，这是单片机最大的特征。然而单片机又不同于单板机，芯片在没有开发前，它只是具备功能极强的超大规模集成电路，如果赋予它特定的程序，它便是一个最小的、完整的微型计算机控制系统，它与单板机或个人电脑(PC 机) 有着本质的区别，单片机的应用属于芯片级应用，需要用户了解单片机芯片的结构和指令系统以及其它集成电路应用技术和系统设计所需要的理论和技术，用这样特定的芯片设计应用程序，从而使该芯片具备特定的功能。不同的单片机有着不同的硬件特征和软件
31、特征，即它们的技术特征均不尽相同，硬件特征取决于单片机芯片的内部结构，用户要使用某种单片机，必须了解该型产品是否满足需要的功能和应用系统所要求的特性指标。这里的技术特征包括功能特性、控制特性和电气特性等等，这些信息需要从生产厂商的技术手册中得到。软件特征是指指令系统特性和开发支持环境，指令特性即我们熟悉的单片机的寻址方式，数据处理和逻辑处理方式，输入输出特性及对电源的要求等等。开发支持的环境包括指令的兼容及可移植性，支持软件(包含可支持开发应用程序的软件资源)及硬件资源。要利用某型号单片机开发自己的应用系统，掌握其结构特征和技术特征是必须的。单片机控制系统能够取代以前利用复杂电子线路或数字电路
32、构成的控制系统，可以软件控制来实现，并能够实现智能化，现在单片机控制范畴无所不在，例如通信产品、家用电器、智能仪器仪表、过程控制和专用控制装置等等，单片机的应用领域越来越广泛。诚然，单片机的应用意义远不限于它的应用范畴或由此带来的经济效益，更重要的是它已从根本上改变了传统的控制方法和设计思想。是控制技术的一次革命，是一座重要的里程碑。3.2 单片机的特点单片机与通用微机相比较,在结构,指令设置上均有其独特之处,其主要特点如下:单片机的存储器 ROM 和 RAM 是严格区分的.ROM 称为程序存储器,只存放程序,固定常数及数据表格.RAM 则为数据存储器,用作工作区及存放用户数据.这样的结构主要
33、是考虑到单片机用于控制系统中,有较大的程序存储空间,把开发成功的程序固化在 ROM 中,而把少量的随机数据存放在 RAM 中.这样,小容量的数据存储器能以高速 RAM 形式集成在单片机内,以加速单片机的执行速度.但单片机内的 RAM 是作为数据存储器用,而不是当作高速缓冲存储器(CACHE)使用.采用面向控制的指令系统.为满足控制的需要,单片机有更强的逻辑控制能力,特别是具有很强的位处理能力.单片机的 I/O 引脚通常是多功能的.由于单片机芯片上引脚数目有限,为了解决实际引脚和需要的信号线的矛盾,采用了引脚功能复用的方法.引脚处于何种功能,可由指令来设置或由机器状态来区分.单片机的外部扩展能力
34、强.在内部的各种功能部分不能满足应用需求时,均可在外部进行扩展(如扩展 ROM，RAM,I/O 接口,定时器/计数器,中断系统等),与许多通用的微机接口芯片兼容,给应用系统设计带来极大的方便和灵活性.3.3 单片机的应用领域单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴：在智能仪器仪表上的应用:单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得
35、仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪） 。在工业控制中的应用: 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。在家用电器中的应用: 可以这样说，现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭褒、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备，五花八门，无所不在。在计算机网络和通信领域中的应用: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质条
36、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。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等。此外，单片机在工商，金融，科研、教育，国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。3.4 单片机的发展趋势现在可以说单片机是百花齐放，百家争鸣的时期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机，从 8 位、16 位到 32 位，数不胜数，应有尽有，有与主流 C51 系列兼容的，也有不兼容的
37、，但它们各具特色，互成互补，为单片机的应用提供广阔的天地。纵观单片机的发展过程，可以预示单片机的发展趋势，大致有：（1）低功耗 CMOS 化MCS-51 系列的 8031 推出时的功耗达 630mW，而现在的单片机普遍都在100mW 左右，随着对单片机功耗要求越来越低，现在的各个单片机制造商基本都采用了 CMOS(互补金属氧化物半导体工艺 )。像 80C51 就采用了 HMOS(即高密度金属氧化物半导体工艺)和 CHMOS(互补高密度金属氧化物半导体工艺)。CMOS 虽然功耗较低，但由于其物理特征决定其工作速度不够高，而 CHMOS则具备了高速和低功耗的特点，这些特征，更适合于在要求低功耗像电
38、池供电的应用场合。所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径。(2)微型单片化现在常规的单片机普遍都是将中央处理器(CPU)、随机存取数据存储(RAM)、只读程序存储器(ROM)、并行和串行通信接口，中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上，增强型的单片机集成了如 A/D 转换器、PMW(脉宽调制电路)、WDT (看门狗)、有些单片机将 LCD(液晶)驱动电路都集成在单一的芯片上，这样单片机包含的单元电路就更多，功能就越强大。甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做，制造出具有自己特色的单片机芯片。此外，现在的产品普遍要求体积小、重量轻，这就要求单片机除了功能强和功耗低外，还
39、要求其体积要小。现在的许多单片机都具有多种封装形式，其中 SMD(表面封装)越来越受欢迎，使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。(3)主流与多品种共存现在虽然单片机的品种繁多，各具特色，但仍以 80C51 为核心的单片机占主流，兼容其结构和指令系统的有 PHILIPS 公司的产品，ATMEL 公司的产品和中国台湾的 Winbond 系列单片机。所以 C8051 为核心的单片机占据了半壁江山。而 Microchip 公司的 PIC 精简指令集(RISC)也有着强劲的发展势头，中国台湾的 HOLTEK 公司近年的单片机产量与日俱增，与其低价质优的优势，占据一定的市场分额。此外还有 MOTORO
40、LA 公司的产品，日本几大公司的专用单片机。在一定的时期内，这种情形将得以延续，将不存在某个单片机一统天下的垄断局面，走的是依存互补，相辅相成、共同发展的道路。3.5 单片机的主要生产厂家和机型目前世界是较为著名的部分 8 位单片机的生产厂家和部分主要机型如下:Intel(美国英特尔)公司: MCS-51/96 及其增强系列.NS(美国国家半导体)公司: NS8070 系列.RCA(美国无线电 )公司: CDP1800 系列.TI(美国得克萨斯仪器仪表)公司: TMS7000 系列.Cypress(美国 Cypress 半导体)公司: CYXX 系列.Rockwell(美国洛克威尔 )公司:
41、6500 系列.Motorola(美国摩托罗拉)公司: 6805 系列.Fairchild(美国仙童 )公司: FS 系列和 3870 系列.Zilog(美国齐洛格)公司: Z8 系列和 SUPER 系列.Atmel(美国 Atmel)公司: AT89 系列.National(日本松下)公司: MN6800 系列.Hitachi(日本日立)公司: HD6301,HD65L05,HD6305 系列.NEC(日本电气)公司: Ucom87,(upd7800)系列.Philips(荷兰菲利浦)公司 :P89C51XX 系列.其中 Intel 公司的 MCS-51 系列及其增强型系列在 8 位单片机市场中占的份额最大,达 50%左右.第四章硬件系统实现4.1 功能模块图
