下位机指在单片机中运行的程序我们再熟悉不过,而上位机在单片机调试和数据采集方面起着很重要的作用。单片机通过串口将数据发送至电脑再通过上位机软件呈现在屏幕上并可以绘制成曲线等图标方便数据收集统计。但现在的上位机大多属于第三方对单片机类型和型号限制很大,基本上开发者为了完成开发项目需要自己编写合适的上位机软件很浪费时间和精力。在未来编译环境中集成上位机是必然,当然作为开发者也不能一味依赖上位机所提供的数据。经验和外部仪器的检测是必要的。

4、单片机运用领域的未来发展趋势

由于单片微型计算机为可编程控制器,在早期单片微型计算机主要运用于自动控制领域。随着单片微型计算机运算能力、稳定性的提高而体积、功耗的降低,单片微型计算机在未来将广泛运用于人机交互、可穿戴式设备、无人机飞行控制器、物联网等领域。

在物联网领域,大多数物联网应用的数据处理都是交给云端处理的,终端设备并不需要非常强大的运算能力,并且现在的单片机种类非常多,也有运算能力比较强的可以用于少数要求高运算能力的应用,开发者可以依据具体应用场合来选择最高效的方案,对于大多数物联网应用应该是足以胜任的。单片机以其较高性价比和较低开发门槛,将会是今后物联网的重要组成元素。

在无人机领域,尤其是多旋翼无人机飞行控制器是单片机配合陀螺仪以及PWM波的输入输出,通过PID算法和读取来自接收机的PWM数据、GPS数据、光流传感器、超声波传感器、视觉传感器等的数据对多旋翼的飞行姿态进行调整、实现避障、定点环绕、脱空返航、飞行数据和视频的实时传输、爆桨保护等等功能。由于对单片机运算能力和抗干扰行有一定要求多位嵌入式单片机。开源飞行控制器中普遍为STM32方案、MEGA2560方案例如,最近比较火热的APM飞控和PIX飞控。而像大疆精灵成品机以及大疆NAZA、A系、N系等非开源飞控则多基于DSP的FPGA嵌入式开发。

从消费电子产品历史发展的情况来看,正在经历从移动化、便携化向穿戴化产品方向发展,可穿戴式产品在手机之后正引领一个全新的电子产品时代。各种新的电子器件的应用(如MEMS等)带来了一些创新的产品,给生活工作方方面面带来了更多的改变和新的体验。可穿戴式产品在健康、娱乐、医疗、保健、工业和企业等应用越来越多。在可以预见的未来,越来越多的可穿戴式产品将会出现。

单片机的发展趋势

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)。象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象电池供电的应用场合。所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径。