通用计算机系统和嵌入式计算机系统是现代计算机技术的两大分支，单片机是嵌入式系统中的典型代表，也是各种智能型电子产品设计中常用到的控制器。

1、单片机的特点及发展现状

单片机全称为单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)，又称微控制器(Microcontroller Unit)或嵌入式控制器(EmbededController)，是将计算机的基本部件微型化（如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），使之集成在一块芯片上的微型计算机。

单片机具有集成度高、体积小、可靠性高、实用温度范围宽、功耗低、外部总线非富、功能扩展性强、优良的性能价格比、控制功能强及易于推广应用等显著优点。新型单片机可承担数据与数值分析、信号处理、机器人智能控制，以及图象处理等复杂任务。目前，单片机已在自动化装置、智能化仪表、过程控制和家用电器等领域得到日益广泛的应用。

近年来，单片机已进入全面发展阶段，如各种高速、大存储容量、强运算能力的8位、16位、32位通用型单片机，还有用于单一领域的廉价的专用单片机。这类单片机的CPU可与其他微控制器兼容，指令系统进一步优化，运算速度可动态改变，具有强大的中断控制系统以及同步/异步通信控制系统。

今后一段时期内，单片机发展的总趋势将是不断推出高档和高性能的机型；重点提高8位单片机的性能；采用新工艺，实现低功耗、宽电压、高速度、高可靠性以及日趋单片化等。

2、单片机正常工作的基本条件

单片机正常工作的基本条件是：(1)有供电电路；(2)有复位电路；(3)有数据存储器（RAM）；(4)有程序存储器（ROM）；(5)有程序。前5项是单片机正常工作的硬件基础。其中，供电电路为单片机提供工作电源；时钟电路为单片机提供时钟信号，保证单片机内部各部件同步工作；复位电路产生复位信号，使单片机上电后从确定状态开始工作；RAM用来存放各类数据运算的中间结果和运算的最终结果；ROM用来存放单片机运行的程序和表格数据。单片机应用系统开发的第一件事就是要搭建这5部分电路，为单片机工作提供物质基础。现代的MCS-51单片机（如图1所示）中，片内一般都集成有一定数量的RAM和ROM。其中STC89C52单片机内集成有256字节的RAM、512字节的扩展RAM和2KB的Flash ROM，用于存放各类数据，片内集成有8KB的Flash ROM用来存放程序和表格数据。另外，有些型号的单片机片内集成有更大的ROM，例如STC89C58片内集成有32KB的ROM，STC89C516片内集成有64KB的ROM。因此，完全没有必要设计扩展RAM和ROM电路。

图1 MCS-51 系列芯片

尽管单片机不断向纵深发展，但目前乃至今后若干年，8位机仍旧是实际应用中的主导产品。MCS-51系列是目前8位单片机的主流机型，在实时控制、智能化仪表等方面应用最广。

3、单片机在工业测控领域中的应用

计算机出现后的相当长的时间里，计算机作为科学武器，在科学的神圣殿堂里默默地工作，而工业现场的测控领域并没有得到真正的应用。只有在单片机出现后，计算机才真正地从科学的神圣殿堂走入寻常百姓家，成为广大工程技术人员现代化技术革新，技术革命的有利武器。目前，单片机在民用和工业测控领域得到最广泛的应用。彩电，冰箱，空调，录像机，VCD，遥控器，游戏机，电饭煲等无处不见单片机的影子，单片机早已深深地融入我们每个人的生活之中。

单片机具有全电脑功能，且体积小、可靠性高、价格便宜、简单易学和开发应用方便，深受广大科技人员的欢迎。单片机具有众多的I/O口线，丰富的操作指令，较强的逻辑能力，特别适用于各类工业测控系统。在此领域，单片机的应用主要有以下方面：

(1)过程控制：生产过程需要时实控制系统，如电镀工艺加工过程控制，塑料注射成型加工过程控制、单容水箱压力控制、电梯智能化控制、各种报警系统等。

(2)数据采集：工业生产过程需要各类采集系统，如电厂运行数据采集系统和轧钢机运行数据采集系统等，借此实现智能化测量和自动控制。

(3)智能化仪器仪表：如发动机油耗测试仪和液压系统参数测试仪等。

(4)机电设备的现代化改进：如将普通机床改为数控机床和将原生产线改为全自动生产线等。

总之，将单片机应用于工业测控系统，有利于提高测控精度和智能水平，有利于提高设备的自动化水平及可靠性，有利于降低生产成本，提高生产效率和经济效益。