微控制器与智能仪表技术发展

"该资源主要探讨了智能仪表技术，包括仪表智能化的定义、技术基础、与微控制器的关系，以及微控制器的发展现状和趋势。" 在智能仪表技术领域，"智能化仪表"指的是那些以微控制器（MCU）为核心，具备判断、记忆、推理和决策能力的设备，它们能在一定程度上模拟人脑功能。例如，数字存储示波器、飞机黑匣子、数控机床和自主机器人都是智能仪表的应用实例。这些仪表的核心硬件组件包括高速CPU、MCU、DSP、FPGA、CPLD、ARM，以及大容量的存储器如RAM、ROM和FLASH。此外，高性能的A/D和D/A转换器，以及智能型传感器也是关键组成部分。在软件层面，模糊控制、专家系统、神经网络和自适应系统等复杂控制算法为仪表提供了智能处理能力。 智能仪表的发展与微控制器紧密相连。微控制器不仅是构建智能仪表的必要条件，而且其小型化、微型化和便携化的趋势推动了各类便携设备的普及，如心脏监护仪、车载GPS、手持式抄表器和智能手机等。同时，仪表也朝着网络化、系统化和行业化发展，如工业现场总线网络、医疗监控系统和智能建筑网络等。在高端、复杂和专业化方向，智能仪表应用于各种专业机器人和其他嵌入式控制器中，其应用范围已广泛覆盖工业、农业、国防、科教、卫生、环保等多个领域。 微控制器的发展历程可以追溯到20世纪70年代，经历了从1位到64位的进化。尽管8位单片机至今仍然广泛应用，主要是因为它们的接口设计简单，外围接口芯片丰富，能满足中低端需求，且开发成本低、速度快。然而，国际上8位机也在不断发展，增加了许多功能扩展，如增强的A/D、D/A转换器、SPI、PWM、UART接口，更多的片上程序存储器和RAM，以及JTAG接口、电源监视器和看门狗等。此外，它们也开始支持如CAN、PROFIBUS等现场总线协议，并向低电压、低功耗的方向发展。尽管如此，国内在微控制器领域仍存在创新意识不足、配套工艺滞后的现象。