電子技術(shù)中的單片機占據(jù)不可磨滅的位置

距離8051單片機的誕生已有40多年，由于專利的到期，國內(nèi)8051單片機，在價格上一般都會便宜很多。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，單片機的使用減小了電子產(chǎn)品的尺寸、成本和復(fù)雜性。由于其簡單性和優(yōu)勢，越來越多地電子產(chǎn)品使用這些嵌入式芯片和單片機?，F(xiàn)代電子技術(shù)發(fā)展的速度越來越快，其基本核心技術(shù)為嵌入式計算機系統(tǒng)，而作為嵌入式系統(tǒng)之一的單片機，以其明顯的典型性、廣泛性、普及性的特點，在現(xiàn)代電子系統(tǒng)發(fā)展歷程中占據(jù)著重要的地位。本文就針對電子技術(shù)中單片機的應(yīng)用進行綜述性討論，介紹其基本組成與特點，對其應(yīng)用進行分析，最后提出其未來的發(fā)展方向。

單片機在汽車、航空、航天、機器人、電子、國防應(yīng)用、移動通信、鐵路運輸、工業(yè)加工和醫(yī)療應(yīng)用等各個領(lǐng)域的使用正在迅速增加。讓我們討論一下單片機8051在上述某些領(lǐng)域中的實際應(yīng)用。據(jù)有關(guān)研究機構(gòu)統(tǒng)計，2019年全球MCU整體市場規(guī)模為164億美元，預(yù)計2019-2024年的年復(fù)合增長率(CAGR)為6%。MCU應(yīng)用主要集中在汽車電子、工控/醫(yī)療、計算機網(wǎng)絡(luò)和消費電子等領(lǐng)域根據(jù)IC Insights預(yù)測，2022年全球MCU銷售額將達到240億美元。前國內(nèi)MCU廠商主要在消費電子、智能卡和水電煤氣儀表等中低端應(yīng)用領(lǐng)域競爭，但在工業(yè)控制、汽車電子和物聯(lián)網(wǎng)市場潛力大且利潤比較高的領(lǐng)域，都被國外的MCU廠商壟斷。國內(nèi)MCU市場份額前十名都被國外企業(yè)所占據(jù)。其中，主流的32位MCU市場規(guī)模80%由瑞薩、恩智浦、ST、英飛凌、德州儀器瓜分，國產(chǎn)比例甚至不足10%，極不均衡。

其實最早的單片機正是從工業(yè)領(lǐng)域開始興起的，至今其在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用仍然十分廣泛，利用單片機技術(shù)構(gòu)成多種多樣的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與智能控制系統(tǒng)，比如工廠流水線的智能化管理、智能化電梯、報警系統(tǒng)等等，均是通過單片機技術(shù)與計算機聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級控制系統(tǒng)?？s短產(chǎn)品的上市時間，要求單片機制造商提供更多更卓越的開發(fā)工具鏈，包括編譯器、集成開發(fā)環(huán)境(IDE)、調(diào)試器、RTOS、圖形工具(如GUI)、參考設(shè)計以及代碼庫等。 越來越多的用戶缺乏足夠的技術(shù)資源，希望其單片機供應(yīng)商能提供技術(shù)支持來幫助他們完成設(shè)計。對許多應(yīng)用而言，技術(shù)資源的效率比硅片成本更為重要。因此具有成本效益的遷移路徑日益受到關(guān)注，用戶可在同一個單片機上進行新的設(shè)計，或者選擇一個具有相同封裝引腳輸出和相似外設(shè)的單片機，并重新使用大部分的代碼，從而保護其在固件方面的資金投入。

現(xiàn)代醫(yī)療條件越來越發(fā)達，人們對醫(yī)療滅菌消毒技術(shù)也越來越重視，但是一些偏遠地區(qū)的小醫(yī)院、小診所其消毒滅菌設(shè)備還十分簡陋，無法有效的控制消毒質(zhì)量。隨著單片機技術(shù)的發(fā)展，其體積較小、功能強大、具有靈活的擴展性、應(yīng)用方便的特點也越來越突出，因此在醫(yī)用呼吸機、分析儀與監(jiān)護儀、超聲診斷設(shè)備、病床呼叫系統(tǒng)等設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。

單片機8051在醫(yī)療應(yīng)用中的應(yīng)用在醫(yī)療領(lǐng)域發(fā)生了革命性的變化。具有基于GSM的GPS的位置詳細信息的患者健康監(jiān)控系統(tǒng)是基于單片機應(yīng)用的電子項目。該項目旨在跟蹤患者的位置，以便在緊急情況下使設(shè)施能夠快速到達患者的位置。通過該項目，可以使用GPS無線監(jiān)控患者的體溫，并可以使用GSM將消息發(fā)送給相關(guān)/授權(quán)人員。中國MCU應(yīng)用市場主要集中在家電/消費電子、計算機網(wǎng)絡(luò)和通信、汽車電子、智能卡，以及和工控/醫(yī)療等領(lǐng)域。據(jù)IHS數(shù)據(jù)統(tǒng)計，中國 MCU 市場年平均復(fù)合增長率(CAGR)為7.2%，是同期全球MCU市場增長率的4倍，2022年中國MCU市場規(guī)模達到319.3億元人民幣。其中汽車電子和工業(yè)控制應(yīng)用對MCU的需求增長是最快的，預(yù)期到2023年工業(yè)/醫(yī)療電子的市場份額將趕上消費電子，達到92億元人民幣。

總之，從某種程度而言，嵌入式計算機系統(tǒng)已經(jīng)成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)的核心技術(shù)之一，而單片機作為一種最典型、應(yīng)用最廣泛、普及度最高的嵌入式系統(tǒng)，更是在現(xiàn)代電子系統(tǒng)的發(fā)展歷程中占據(jù)著重要的地位。