單片機誕生于20世紀70年代末，它是指一個集成在一塊芯片上的完整計算機系統。單片機具有一個完整計算機所需要的大部分部件：CPU、內存、內部和外部總線系統，目前大部分還會具有外存。同時集成諸如通訊接口、定時器，實時時鐘等外圍設備。如今運用最廣泛的就是51，PIC，AVR單片機，那么它們之間有什么區別呢？我們來看看詳情。

　　一、51系列單片機概述

　　51系列單片機最早有Intel公司推出，主要有8031系列，8051系列。后來Atmel公司以8051的內核為基礎推出了AT89系列單片機。它廣泛應用于工業測控系統之中。很多公司都有51系列的兼容機型推出，今后很長的一段時間內將占有大量市場。比較適合初學者的需要。

　　主要產品：

　　Intel（英特爾）的：80C31、80C51、87C51，80C32、80C52、87C52等；

　　ATMEL（艾德梅爾）的：89C51、89C52、89C2051，89S51（RC），89S52（RC）等；

　　Philips（飛利浦）、華邦、Dallas（達拉斯）、Siemens（西門子）等公司的許多產品；

　　STC（國產宏晶）單片機：89c51、89c52、89c516、90c516等眾多品牌。

　　二、AVR單片機概述

　　AVR單片機也是Atmel公司的產品，最早的就是AT90系列單片機，現在很多AT90單片機都轉型為Atmega系列和Attiny系列，AVR單片機最大的特點是精簡指令型單片機，執行速度，在相同的振蕩頻率下是8位MCU中最快的一種單片機。

　　AVR應用區域：

　　空調控制板

　　打印機控制板

　　智能電表

　　智能手電筒

　　LED控制屏

　　醫療設備

　　GPS

　　三、PIC單片機概述

　　PIC單片機是Microchip公司的產品，它也是一種精簡指令型的單片機，指令數量比較少，中檔的PIC系列僅僅有35條指令而已，低檔的僅有33條指令。但是如果使用匯編語言編寫PIC單片機的程序有一個致命的弱點就是PIC中低檔單片機里有一個翻頁的概念，編寫程序比較麻煩。

　　隨著單片機的發展，單片機在家用電器、工業自動化、生產過程控制、智能儀器儀表等領域的應用越來越廣泛。然而處于同一電力系統中的各種電氣設備通過電或磁的聯系彼此緊密相連，相互影響，由于運行方式的改變，故障，開關操作等引起的電磁振蕩會波及很多電氣設備。這對我們單片機系統的可靠性與安全性構成了極大的威脅。單片機測控系統必須長期穩定、可靠運行，否則將導致控制誤差加大，嚴重時會使系統失靈，甚至造成巨大損失。因此單片機的抗干擾問題已經成為不容忽視的問題。

　　四、AVR、51系列、PIC單片機的對比分析

　　1、 51系列單片機的優缺點分析

　　51系列優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，稱作位處理器，或布爾處理器。它的處理對象不是字或字節而是位。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。

　　51系列在片內RAM區間還特別開辟了一個雙重功能的地址區間，十六個字節，單元地址20H～2FH，它既可作字節處理，也可作位處理（作位處理時，合128個位，相應位地址為OOH～7FH），使用極為靈活。51系列的另一個優點是乘法和除法指令，這給編程也帶來了便利。其中51單片機做大的缺點就是運行速度過慢。

　　2、PIC單片機的優缺點分析

　　運行速度快（指令周期約160～200nS），它能使程序存儲器的訪問和數據存儲器的訪問并行處理，這種指令流水線結構，在一個周期內完成兩部分工作，一是執行指令，二是從程序存儲器取出下一條指令，這樣總的看來每條指令只需一個周期（個別除外），這也是高效率運行的原因之一。此外，它還具有低工作電壓、低功耗、驅動能力強等特點。

　　PIC系列單片機的I／O口是雙向的，其輸出電路為CMOS互補推挽輸出電路。I／O腳增加了用于設置輸入或輸出狀態的方向寄存器，從而解決了51系列I／O腳為高電平時同為輸入和輸出的狀態。當置位1時為輸入狀態，且不管該腳呈高電平或低電平，對外均呈高阻狀態；置位0時為輸出狀態，不管該腳為何種電平，均呈低阻狀態，有相當的驅動能力，低電平吸人電流達25mA，高電平輸出電流可達20mA。相對于51系列而言，這是一個很大的優點，它可以直接驅動數碼管顯示且外電路簡單。它的A／D為10位，能滿足精度要求。具有在線調試及編程功能。

　　該系列單片機的專用寄存器）并不像51系列那樣都集中在一個固定的地址區間內（80～FFH），而是分散在四個地址區間內，即存儲體0（Bank0：00-7FH）、存儲體1（Bankl：80-FFH）、存儲體2（Bank2：100-17FH）、存儲體3（Bank3：180-1FFH）。只有5個專用寄存器PCL、STATUS、FSR、PCLATH、INTCON在4個存儲體內同時出現。在編程過程中，少不了要與專用寄存器打交道，得反復地選擇對應的存儲體，也即對狀態寄存器STATUS的第6位（RPl）和第5位（RPO）置位或清零。這多少給編程帶來了一些麻煩。對于上述的單片機，它的位指令操作通常限制在存儲體0區間（00～7FH）。數據的傳送和邏輯運算基本上都得通過工作寄存器w（相當于5l系列的累加器A）來進行，而51系列的還可以通過寄存器相互之間直接傳送（如：MOV30H，20H；將寄存器20H的內容直接傳送至寄存器30H中），因而PIC單片機的瓶頸現象比51系列還要嚴重，這在編程中很有感受。

　　3、AVR單片優缺點分析

　　AVR單片機其顯著的特點為高性能、高速度、低功耗。它取消機器周期，以時鐘周期為指令周期，實行流水作業。AVR單片機指令以字為單位，且大部分指令都為單周期指令。而單周期既可執行本指令功能，同時完成下一條指令的讀取。通用寄存器一共32個（RO-R31），前16個寄存器（R0～R15）都不能直接與立即數打交道，因而通用性有所下降。而在5l系列中，它所有的通用寄存器（地址00-7FH）均可以直接與立即數打交道，顯然要優于前者。

　　綜合來看，AVR與51、PIC單片機相比具有一系列的優點，用通俗的說法主要體現在這幾個方面：

　　（1）在相同的系統時鐘下AVR運行速度最快；

　　（2）、所有AVR單片機的FLASH、EEPROM蓄存器都可以反復燒寫、支持在ISP在線編程（燒寫），入門費用非常少；

　?。?）片內集成多種頻率的RC振蕩器、上電自動復位、看門狗、啟動延時等功能，使得電路設計變得非常簡單；

　　（4）每個IO口作輸出時都可以輸出很強的高、低電平，作輸入時IO口可以是高阻抗或者帶上拉電阻；

　?。?）片內具有豐富實用的資源，如AD模數器、DA數模器，豐富的中斷源、SPI、USART、TWI通信口、PWM等等；

　?。?）片內采用了先進的數據加密技術，大大的提高了破解的難度；（7）、片內FLASH空間大、品種多，引腳少的有8腳，多的有64腳等各種封裝（8）、部分芯片的引腳兼容51系列，代換容易，如ATtiny2313兼容AT89C2051，ATmega8515/162兼容AT89S51等。

　　總結：各種單片機都有各自的優缺點，你可以根據自己熟悉的情況來選擇合適自己的應用芯片。 對于開發者而言，根據項目的具體需求來具體選擇。對于初學者來說，推薦你使用stc 51系列單片機。stc 51系列單片機是一個很不錯的選擇