單片機有哪些型號？

如果要分類的話，首先就是按位分類，8位，16位，32位。

按內核來分：

第一大類就是51內核，Intel公開的單片機內核，各家都可以生產，現在飛利浦，英飛凌，Atmel，Maxim等等各家都有這一系列的。而且，包括EZ-USB，C8051F等高性能和USB擴展等都采用此類內核。最常用的基本型號就是Atmel的89C51，89C52，89S51，89S52，還有簡化版的89C2051

第二大類，AVR內核的，是Atmel自己購買的高速能單片機內核，平均每周期能夠完成一條指令（除法要2周期），最高16-20MHz。小型的有ATTiny12，16，26等，中型的有ATMega8，ATMega16最高到ATMega256.

第三大類，PIC系列，比如PIC12F，16F，18F等系列。特點可靠性高，指令集簡單，定長指令集，4周期完成一條指令。

還有16位的，最典型的就是TI的MSP430系列。型號不是很清楚。

32位的就看ARM內核了。還有各類DSP也可以當32位單片機用。

一、按程序存儲器的類型分類

1．無片內程序存儲器

這類單片機無片內程序存儲器，必需在外部接存儲器，如Intel公司的8031。

2．MASK（掩模）ROM 由器件生產廠家在設計集成電路時將程序一次性固化，價格便宜，適合程序固定不變和大批量生產的應用場合。

3．OTP（-次性可編程）ROM

可一次性將程序寫入單片機，無法更改，其成本較低。適合要求有一定靈活性且低成本的應用場合，尤其適合功能不斷翻新、需要迅速量產的電子產品。

4．紫外線可擦除EPROM

單片機表面有一透明窗口，在一定量的紫外線照射后，能將存儲器內所有信息清除，用戶可以方便地將程序寫入，出錯后可以用紫外線擦除后修改，適用于小批量生產。

5．FLASH ROM

Flash ROM也即閃速存儲器，簡 稱閃存，此Flash非那個動畫的Flash， 它是一種可快速寫入和擦除的電可擦 寫型存儲器，那么它和普通的電可擦 寫型存儲器EEPROM有什么區(qū)別 呢？EEPROM的電擦除是通過加一 定的電壓來實現內容擦除的，它的缺點是單位存儲單元的尺寸大。20世紀80年代發(fā)明了Flash ROM，用Flash這一名稱是源于該存儲器只需單步操作即能擦除其中的所有內容，這種存儲器只能進行整片或一個區(qū)域的刪除而不能進行單字節(jié)刪除，由此也減小了單元尺寸，方便大面積集成，因此在單片機上得到了很好的應用。

使用閃存的單片機的程序可以反復擦寫，靈活性很強，但價格較高，適合對價格不敏感的應用場合或做開發(fā)用途。

二、按應用范圍分類

1．通用型/專用型

這是按單片機適用范圍來區(qū)分的。例如，80C51是通用型單片機，它不是為某種專用用途設計的；專用型單片機是針對一類產品甚至某一個產品設計生產的，例如為了滿足電子體溫計的要求，在片內集成ADC接口等功能的溫度測量控制電路，數碼相機中的單片機電路等。

2．控制型/家電型

這是按照單片機大致應用的領域進行區(qū)分的。一般而言，工控型尋址范圍大，運算能力強；用于家電的單片機多為專用型，通常是小封裝、低價格，外圍器件和外設接口集成度高。

當然，上述分類并不是惟一的和嚴格的。例如，80C51類單片機既是通用型也可以作工控用。

三、按系統(tǒng)架構分類

這種分類方法按單片機的架構來分類，下面通過這種分類方式來介紹一些公司的主流產品。

1．MCS-51系列單片機

盡管單片機的種類繁多，但使用最為廣泛的應屬MCS-51系列。這一系列的單片機都使用了Intel公司的內核技術，它們是MCS-51的兼容機，軟件兼容、開發(fā)工具兼容、引腳也兼容。它們都支持同一編程環(huán)境Keil μVision3。因此把他們歸為同一類型。下面分別介紹各公司相應的一些主流產品。Intel公司8051系列單片機 Intel公司是MCS-51系列單片機的創(chuàng)始者，在單片機產品方面有著十分重要的地位，為MCS-51系列單片機的發(fā)展作出了卓越的貢獻。MCS-51系列單片機硬件結構合理，指令系統(tǒng)規(guī)范，加之生產歷史悠久，有先人為主的優(yōu)勢。世界有許多著名的芯片公司都購買了51芯片的核心專利技術，并在其基礎上進行性能上的擴充，使得芯片得到進一步的完善，形成了一個龐大的體系。MCS-51內核實際上已經成為一個8位單片機的標準。

51系列優(yōu)點之一是它從內部的硬件到軟件有一套完整的按位操作系統(tǒng)，稱作位處理器，或布爾處理器。它的處理對象不是字或字節(jié)，而是位。它不光能對片內某些特殊功能寄存器的某位進行處理，如傳送、置位、清零、測試等，還能進行位的邏輯運算，其功能十分完備，使用起來得心應手。雖然其他種類的單片機也具有位處理功能，但能進行位邏輯運算的實屬少見。

AT89系列單片機對于一般用戶來說，有下列明顯的優(yōu)點：

（1）內部含有Flash存儲器，在系統(tǒng)開發(fā)過程中很容易修改程序，可以大大縮短了系統(tǒng)的開發(fā)時間。

（2）與MCS-51系列單片機引腳兼容，可以直接進行代換。

（3）AT89系列并不對80C31的簡單繼承，功能進一步增強。

在我國這種單片機受到廣泛青睞，很多以前使用80C51、80C52的用戶都轉而使用AT89系列。對于有豐富編程經驗的用戶而言，不需要仿真器，可以直接將程序燒入芯片，放在目標板上加電直接運行，觀察運行結果，出現問題時再進行修改，然后重新燒寫程序，再進行試驗，直至成功。

AT89系列包括兩大類第一類是常規(guī)的，就是AT89C系列，這類單片機要用常規(guī)的并行方法編程，必需使用編程器編程；第二類是在系統(tǒng)可編程（即芯片安裝到電路板上之后不用。拿下來而直接往里面燒寫程序）ISPFlash系列，也就是AT89S系列，這類單片機除了用常規(guī)的并行方法編程外，還可以在系統(tǒng)用下載線進行編程，省去價格較貴的編程器，而且可以在目標板上直接修改程序。

常用的AT89系列單片機選型表見下表。

表中WDT是Watchdog Timer的縮寫，即看門狗定時器，俗稱看門狗。由于單片機的工作常常會受到來自外界電磁場的干擾，造成程序的跑飛，而陷入死循環(huán)，程序的正常運行被打斷，由單片機控制的系統(tǒng)無法繼續(xù)工作，看門狗的功能就是每當發(fā)生這些情況時，產生復位信號給單片機，使程序重新回到起點。避免整個系統(tǒng)陷入停滯狀態(tài)，發(fā)生不可預料的后果。

由于AT89C51、AT89C52已經停產，因此AT89系列單片機目前使用最多的型號是AT89C2051、AT89S51、AT89S52等。

由于AT89S系列的單片機支持ISP編程，因此AT89S51. AT89S52等可以用下載線燒寫程序，下載線接在計算機的并口上，另一端接在目標板上，MOSI、MISO、SCK、RST分別和單片機的P1.5、P1.6、9腳連接，電源和地也分別連接。打開目標板的電源，再在計算機上運行一個上位機軟件Easy 51Pro v2.0，打出編譯好的目標文件就可以把程序燒寫到單片機上了。下載線的電路圖和實物分別見下圖。

Philips 80C51系列單片機

Philips公司生產的單片機都屬于MCS-51系列的兼容單片機，從內核結構上可劃分為兩類：16位的XA系列和80C51兼容系列。其中以80C51兼容系列單片機最為著名，下面討論的就是這一系列的產品。Philips公司開發(fā)了眾多基于80C51內核架構的派生器件，型號數以百計，可滿足不同的應用場合。其中許多產品在存儲器、定時/計數器、輸入/輸出口、中斷、串行口等資源上做了不同程度的改進和增強，在有的型號中還新增了諸如IIC接口、A/D轉換、PWM輸出等新的外設。這樣就使用戶總能找到適合自己需要的型號。可以說Philips也為MCS-51單片機的經久不衰作出了很大的貢獻。 Philips公司80C51兼容系列單片機從內核結構上又可以劃分為兩大類，即6時鐘內核類和12時鐘內核類。我們知道標準的MCS-51單片機的每個機器周期包括12個時鐘周期，所謂6時鐘內核是指單片機的每個機器周期包括6個時鐘周期，所以在相同的時鐘頻率下，采用6時鐘內核的單片機運行速度更快。許多采用6時鐘內核單片機也可以通過軟件設置使其工作在12時鐘模式，這樣就增加了使用的靈活性。

Philips公司80C51兼容系列單片機還有不少與眾不同的特點，例如P87C51、P89C51屬于增強型的80C51系列單片機，而同一類別的AT89S51、W78E51等單片機則屬于MCS-51系列單片機，盡管兩者完全兼容，相比之下AT89S51、W78E51僅僅只有2個定時/計數器。

Winbond單片機

***Winbond（華邦）公司是一家在國際上有較高聲譽的半導體公司，其生產的MCS-51系列兼容單片機獨具特色。

原MCS-51系列單片機雖然歷史悠久，應用也非常廣泛，但也有許多值得改進之處，如運行速度過慢等。當晶振頻率為12MHz時，機器周期達1μs，顯然適應不了高速運行的需要。Winbond公司在提高MCS-51系列單片機運行速度上做出了貢獻。其生產的產品型號為W77和W78系列8位單片機，W77、W78系列的腳位和指令集與805 1兼容，其中W78系列與AT89C系列完全兼容。W77系列為增強型，對原有的805 1的時序作了改進，‘每個機器周期從12個時鐘周期改為4個時鐘周期，使速度提高了三倍，同時，晶振頻率最高可達40MHz。W77系列還增加了看門狗WatchDog、兩組UART、兩組DPTR數據指針、ISP等多種功能。

STC單片機

STC公司推出的高性價比的STC89系列單片機，增加了大量的新功能，提高了51單片機的性能。

STC89系列單片機是MCS-51系列單片機的派生產品。它們在指令系統(tǒng)、硬件結構和片內資源上與標準8052單片機完全兼容，DIP40封裝系列與8051的引腳兼容。STC89系列單片機高速（最高時鐘頻率90MHz），低功耗，在系統(tǒng)/在應用可編程（ISP/IAP），不占用戶資源。

STC89系列單片機主要特性：

·80C51核心處理器單元；·3V/5V工作電壓，工作頻率0～33MHz/0～40MHz·大容量內部數據RAM：1KBRAM·64/32/16/8KB片內Flash程序存儲器，具有在應用可編程（IAP），在系統(tǒng)可編程（ISP），可實現遠程軟件升級，無需編程器·支持12時鐘（默認）或6時鐘模式·雙DPTR數據指針；

·SPI（串行外圍接口）和增強型串口UART

·PCA（可編程計數器陣列），具有PWM的捕獲/比較功能·4個8位I/O口，含3個高電流Pl口，可直接驅動LED·3個16位定時器/計數器·可編程看門狗定時器（WDT）

·低EMI方式（ALE禁止）

·兼容TTL和COMS邏輯電平

·掉電檢測和低功耗模式等

STC89系列單片機按芯片型號分別有64/32/16/8KB片內Flash，分為2個Flash存儲塊：BLOCk0和Blockl。2個Flash存儲塊在物理結構上Block0在前，Blockl在后。通過REMAP（地址重置）功能可以將Flash存儲塊重定位。

STC89系列單片機ISP和一般MCS—51系列的單片機如AT89S系列的ISP有所不同的。ISP主要應用于在線（或遠程）升級，通過執(zhí)行ISP引導碼改寫用戶程序，無須編程器，無須親臨現場。STC89系列單片機在出廠時，片內已經燒錄有ISP引導碼，占用Blockl的程序空間前2KB，并設置為從Blockl啟動。啟動時，首先執(zhí)行ISP引導碼，確認是程序下載，還是正常啟動。無論是程序下載還是正常啟動，ISP引導碼最后總是將REMAP取消，恢復Block0在前8KB的地址空間，進而執(zhí)行Block0中的用戶程序，即用戶程序總是放在Block0的00H開始的單元，除非用戶自行修改了ISP引導碼。

IAP功能就是在應用可編程，利用該功能，就可將本不具有EEPROM的單片機具有相當于EEPROM的功能，而且存儲空間遠大于EEPROM。IAP不能對自身所在的Block編程，即當程序運行在Block0時，可編程的是Blockl，當程序運行在Blockl時，可編程的是Block0。根據這個特點，通過REMAP功能可設置在應用編程的Flash的大小。對STV89C58來說：

（1）當程序運行于Block0時，可擁有6KB～8KB的Flash ROM（-般使用）；（2）當程序運行于Blockl時，可據有近32KB的Flash ROM（需要技巧或更改ISP引導碼）。

STC89 系列單片機（STC89C51RC/RD+）選型表見表13。

SST單片機

SST89系列單片機是美國SST公司推出的高可靠、小扇區(qū)結構的Flash單片機，特別是所有產品均帶有IAP（在應用可編程）和ISP（在系統(tǒng)可編程）功能，不占用用戶資源，通過串行口即可在系統(tǒng)仿真和編程，無須專用仿真開發(fā)設備，3V～5V工作電壓，低價格，在市場競爭中占有較強的優(yōu)勢。

SST89系列的Flash存儲器使用SST專有的專利技術CMOSSuperFlash EEPROM工藝，內部Flash擦寫次數達l萬次以上，程序保存時間可達到100年。片內的SuperFlash存儲器分為兩個獨立的程序存儲塊。主SuperFlash存儲塊0（Block0）為64KB/32KB大小，從存儲塊1（Blockl）為8KB大小。從存儲塊的8KB可以映射到64KB/32KB地址空間的最低位位置；也可從被程序計數器隱藏，映射到數據空間，作為一個獨立的EEPROM數據存儲器。

SST單片機有一個比較好的地方在于它具有SOFtICE（Software In Circuit Emulator）在線仿真功能，只需占用單片機的串口即可實現在Keil下的實時在線仿真功能，同時還可以實現ISP在線編程功能。SST公司為部分SST89系列單片機提供了仿真監(jiān)控程序，把仿真監(jiān)控程序固化到單片機內部Flash存儲器的Blockl中就可能實現仿真功能。因此我們用一只SST89系列單片機的芯片，如SST89C58或SST89E564RD/516RD等，加上串口電平轉換電路就可以做成一個51單片機的仿真器。

SST89系列Flash單片機主要功能特性：

·大容量內部數據RAM，1KB RAM。

·在應用可編程（IAP）和在系統(tǒng)可編程（ISP），可實現遠程生機，無需編程器。

·非易失性數據存儲（內部擴展 4KB/8KB EEPROM）。

·雙數據指針（DPTR）結構，尋址、查表極為便利。

·9個中斷源，4級中斷優(yōu)先級，三個大電流驅動引腳（可直接驅動LED）。

·雙倍速，6時鐘模式，編程時可選擇，缺省為12時鐘模式。

·可編程計數器陣列（PCA，PWM），5通道。

·增強通用異步通信總線UART，支持地址自動識別和幀數據錯誤檢測。

·看門狗定時器（WDT）。

·寬工作電壓范圍2.7V～5.5V，低功耗，12MHz時鐘時耗電僅為2.5mA（89V564RD）。

·掉電檢測功能，5V型在電壓3.85V～4.15V即產生復位，3V型電壓低至2.25V～2.55V產生復位，默認為低壓復位，亦可設置為低壓中斷。

全兼容8051系列單片機。

AVR單片機

Atmel公司的單片機產品主要有AT89、AVR、ARM三個系列，AT89前面已經討論過，ARM系列是32位單片機。下面主要討論AVR系列單片機。

早期的單片機由于工藝及設計水平問題，為了降低功耗、提高抗干擾性能，同時為了滿足復雜指令集CISC對單片機時序的要求，采取了較為穩(wěn)妥的方案：采用較高的分頻系數對時鐘分頻，使得指令周期長，執(zhí)行速度慢。以后有一些CMOS單片機雖然采用提高時鐘頻率和減小分頻系數等措施，但這種狀態(tài)并未被徹底改變。此間雖有某些精簡指令集RISC單片機問世，但依然沿襲了對時鐘分頻的做法。

1997年，Atmel公司挪威設計中心的A先生和V先生，出于市場需求考慮，推出了全新配置的精簡指令集RISC內置Flash的高速8位單片機，簡稱為AVR。AVR單片機最大的特色是沒有對外部時鐘分頻，用一個時鐘周期執(zhí)行一條指令。

由于AVR單片機廢除了機器周期，采用精簡指令集，以字節(jié)作為指令長度單位，大多數單周期指令將操作數與操作碼安排在一個字節(jié)中，取指令周期短，又可預取指令，實現流水作業(yè)，因此單片機執(zhí)行速度快。

AVR單片機的快速存取寄存器由32個通用寄存器組成，這32個寄存器全部直接與運算邏輯單元（ALU）相連，每一個寄存器都可以代替累加器工作。相當于有了32條立交橋，可以快速通行。從而避免了傳統(tǒng)的累加器結構造成的累加器和存儲器之間的數據傳輸的瓶頸效應，提高了指令執(zhí)行速度（lMips/MHz），因而提高了系統(tǒng)性能。因此AVR單片機是高性價比的單片機，已廣泛地應用于軍事、工業(yè)、家用電器、智能玩具、便攜式智能儀表和機器人制作等領域，使產品功能、精度和質量大幅度提升，且電路簡單，故障率低，可靠性高，成本低廉。

AVR單片機的開發(fā)工具常用的有AVR-Studio和ICC-AVR，前者只支持匯編的開發(fā)調試，后者是C編譯器。

AVR單片機支持ISP下載，上圖是下載線電路，上位機軟件可使用PonyProg2000。4．Motorola單片機Motorola是世界上最大的單片機廠商。從M6800開始，開發(fā)了廣泛的品種，4位、8位、16位、32位的單片機都能生產，其中8位機典型的代表有：M68HC05、M68HC08系列。Motorola單片機的特點之一是在同樣的速度下所用的時鐘頻率較Intel類單片機低得多，因而使得高頻噪聲低，抗干擾能力強，更適合于工控領域及惡劣的環(huán)境。