單片機可以取代PLC嗎？

有人說這是個偽問題，單片機是元器件，PLC是由元器件以及龐大的軟件構(gòu)成的系統(tǒng)，兩者在這一方面沒有可比性 —— 大多的PLC的控制芯片實際上就是單片機，也就是說可以將PLC看成是單片機的二次開發(fā)。單論工業(yè)防護(hù)等級，單片機的穩(wěn)定性和可靠性能根本比不了PLC這種IP67類的產(chǎn)品。而且就PLC這種能應(yīng)對工業(yè)惡劣環(huán)境的產(chǎn)品還開發(fā)出一套冗余系統(tǒng)。

單片機的相關(guān)概述

單片微型計算機簡稱單片機，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit）， 常用英文字母的縮寫MCU表示單片機。單片機又稱單片微控制器，它不是完成某一個邏輯功能的芯片，而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上。單片機由運算器，控制器，存儲器，輸入輸出設(shè)備構(gòu)成，相當(dāng)于一個微型的計算機，和計算機相比，單片機缺少了外圍設(shè)備等。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。同時，學(xué)習(xí)使用單片機是了解計算機原理與結(jié)構(gòu)的很好選擇。它很早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。

由于單片機在工業(yè)控制領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，單片機由僅有CPU的處理器芯片發(fā)展而來。很早的設(shè)計理念是通過將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個芯片中，使計算機系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。

INTEL的8080是很早按照這種思想設(shè)計出的處理器，當(dāng)時的單片機都是8位或4位的。其中成功的是INTEL的8051，此后在8051上發(fā)展出了MCS51系列單片機系統(tǒng)。因為簡單可靠而性能不錯獲得了很大的好評。盡管2000年以后ARM已經(jīng)發(fā)展出了32位的主頻超過300M的單片機，直到現(xiàn)在基于8051的單片機還在廣泛的使用。在很多方面單片機比處理器更適合應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)，因此它得到了廣泛的應(yīng)用。事實上單片機是世界上數(shù)量很多處理器，隨著單片機家族的發(fā)展壯大，單片機和處理器的發(fā)展便分道揚鑣。

現(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件有電子器件的產(chǎn)品中都會集成有單片機。手機、電話、計算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及鼠標(biāo)等電子產(chǎn)品中都含有單片機。 汽車上一般配備40多片單片機，復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)上甚至可能有數(shù)百片單片機在同時工作。

單片機

隨著單片機系統(tǒng)越來越廣泛地應(yīng)用于消費類電子、工業(yè)自動化、智能化儀器儀表、航空航天等各領(lǐng)域，單片機系統(tǒng)面臨著電磁干擾(EMI)日益嚴(yán)重的威脅。電磁兼容性(EMC)包含系統(tǒng)的發(fā)射和敏感度兩方面的問題。如果一個單片機系統(tǒng)符合下面三個條件，則該系統(tǒng)是電磁兼容的：

① 對其它系統(tǒng)不產(chǎn)生干擾;

② 對其它系統(tǒng)的發(fā)射不敏感;

③ 對系統(tǒng)本身不產(chǎn)生干擾。

假若干擾不能完全消除，但也要使干擾減少到較小。干擾的產(chǎn)生不是直接的(通過導(dǎo)體、公共阻抗耦合等)，就是間接的(通過串?dāng)_或輻射耦合)。電磁干擾的產(chǎn)生是通過導(dǎo)體和通過輻射，很多電磁發(fā)射源，如光照、繼電器、DC電機和日光燈都可引起干擾;AC電源線、互連電纜、金屬電纜和子系統(tǒng)的內(nèi)部電路也都可能產(chǎn)生輻射或接收到不希望的信號。在高速單片機系統(tǒng)中，時鐘電路通常是寬帶噪聲的很大產(chǎn)生源，這些電路可產(chǎn)生高達(dá)300 MHz的諧波失真，在系統(tǒng)中應(yīng)該把它們?nèi)サ簟Ａ硗?，在單片機系統(tǒng)中，很容易受影響的是復(fù)位線、中斷線和控制線。

什么是單片機

單片機的本質(zhì)是一種計算機。那什么是計算機？計算機就是一個硬件上包含了CPU、內(nèi)存和一定外設(shè)（IO引腳、網(wǎng)口、I2C接口、串口等），并且可以運行一定的程序的電子系統(tǒng)。計算機有很多種。大的如超算，幾間房那么大。小的如個人電腦臺式機、筆記本電腦大家都很熟，再小的如平板和手機，這些都是計算機。再小的如智能手表也是計算機。只要符合上面定義，硬件上有以CPU為首的幾大件，軟件上能運行程序他就是計算機。而單片機是一種計算機，這種計算機的特點就是“單片”。