單片機現在可謂是鋪天蓋地，種類繁多，讓開發者們應接不暇，發展也是相當的迅速，從上世紀80年代，由當時的4位8位發展到現在的各種高速單片機…… 各個廠商們也在速度、內存、功能上此起彼伏，參差不齊~~同時涌現出一大批擁有代表性單片機的廠商：Atmel、TI、ST、MicroChip、ARM…國內的宏晶STC單片機也是可圈可點… 下面為大家帶來51、MSP430、TMS、STM32、PIC、AVR、STC單片機之間的優缺點比較及功能體現…… 51單片機 應用最廣泛的8位單片機當然也是初學者們最容易上手學習的單片機，最早由Intel推出，由于其典型的結構和完善的總線專用寄存器的集中管理，眾多的邏輯位操作功能及面向控制的豐富的指令系統，堪稱為一代“經典”，為以后的其它單片機的發展奠定了基礎。 51單片機之所以成為經典，成為易上手的單片機主要有以下特點： 特性： 1. 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，處理對象不是字或字節而是位。不但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。 2. 同時在片內RAM區間還特別開辟了一個雙重功能的地址區間，使用極為靈活，這一功能無疑給使用者提供了極大的方便， 3. 乘法和除法指令，這給編程也帶來了便利。很多的八位單片機都不具備乘法功能，作乘法時還得編上一段子程序調用，十分不便。 缺點：(雖然是經典但是缺點還是很明顯的) 1. AD、EEPROM等功能需要靠擴展，增加了硬件和軟件負擔 2. 雖然I/O腳使用簡單，但高電平時無輸出能力，這也是51系列單片機的最大軟肋 3. 運行速度過慢，特別是雙數據指針，如能改進能給編程帶來很大的便利 4. 51保護能力很差，很容易燒壞芯片 應用范圍： 目前在教學場合和對性能要求不高的場合大量被采用 使用最多的器件：8051、80C51 MSP430單片機 MSP430系列單片機是德州儀器1996年開始推向市場的一種16位超低功耗的混合信號處理器，給人們留下的最大的亮點是低功耗而且速度快，匯編語言用起來很靈活，尋址方式很多，指令很少，容易上手。主要是由于其針對實際應用需求，把許多模擬電路、數字電路和微處理器集成在一個芯片上，以提供“單片”解決方案。其迅速發展和應用范圍的不斷擴大，主要取決于以下的特點… 特性： 1. 強大的處理能力，采用了精簡指令集(RISC)結構，具有豐富的尋址方式( 7 種源操作數尋址、 4 種目的操作數尋址)、簡潔的 27 條內核指令以及大量的模擬指令;大量的寄存器以及片內數據存儲器都可參加多種運算;還有高效的查表處理指令;有較高的處理速度，在 8MHz 晶體驅動下指令周期為 125 ns 。這些特點保證了可編制出高效率的源程序 2. 在運算速度方面，能在 8MHz 晶體的驅動下，實現 125ns 的指令周期。 16 位的數據寬度、 125ns 的指令周期以及多功能的硬件乘法器(能實現乘加)相配合，能實現數字信號處理的某些算法(如 FFT 等) 3. 超低功耗方面，MSP430 單片機之所以有超低的功耗，是因為其在降低芯片的電源電壓及靈活而可控的運行時鐘方面都有其獨到之處。電源電壓采用的是 1.8~3.6V 電壓。因而可使其在 1MHz 的時鐘條件下運行時， 芯片的電流會在 200~400uA 左右，時鐘關斷模式的最低功耗只有 0.1uA 缺點： 1. 個人感覺不容易上手，不適合初學者入門，資料也比較少，只能跑官網去找 2. 占的指令空間較大，因為是16位單片機，程序以字為單位，有的指令竟然占6個字節。雖然程序表面上簡潔， 但與pic單片機比較空間占用很大 應用范圍： 在低功耗及超低功耗的工業場合應用的比較多 使用最多的器件：MSP430F系列、MSP430G2系列、MSP430L09系列 TMS單片機 這里也提一下TMS系列單片機，雖不算主流。由TI推出的8位CMOS單片機，具有多種存儲模式、多種外圍接口模式，適用于復雜的實時控制場合。雖然沒STM32那么優秀，也沒MSP430那么張揚，但是TMS370C系列單片機提供了通過整合先進的外圍功能模塊及各種芯片的內存配置，具有高性價比的實時系統控制。同時采用高性能硅柵CMOS EPROM和EEPROM技術實現。低工作功耗CMOS技術，寬工作溫度范圍，噪聲抑制，再加上高性能和豐富的片上外設功能，使TMS370C系列單片機在汽車電子，工業電機控制，電腦，通信和消費類具有一定的應用。 STM32單片機 由ST廠商推出的STM32系列單片機，行業的朋友都知道，這是一款性價比超高的系列單片機，應該沒有之一，功能及其強大。其基于專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應用專門設計的ARM Cortex-M內核，同時具有一流的外設：1μs的雙12位ADC，4兆位/秒的UART，18兆位/秒的SPI等等，在功耗和集成度方面也有不俗的表現，當然和MSP430的功耗比起來是稍微遜色的一些，但這并不影響工程師們對它的熱捧程度，由于其簡單的結構和易用的工具再配合其強大的功能在行業中赫赫有名…其強大的功能主要表現在： 特性： 1.內核：ARM32位Cortex-M3CPU，最高工作頻率72MHz，1.25DMIPS/MHz，單周期乘法和硬件除法 2.存儲器：片上集成32-512KB的Flash存儲器。6-64KB的SRAM存儲器 3.時鐘、復位和電源管理：2.0-3.6V的電源供電和I/O接口的驅動電壓。POR、PDR和可編程的電壓探測器(PVD)。4-16MHz的晶振。內嵌出廠前調校的8MHz RC振蕩電路。內部40 kHz的RC振蕩電路。用于CPU時鐘的PLL。帶校準用于RTC的32kHz的晶振 4、調試模式：串行調試(SWD)和JTAG接口。最多高達112個的快速I/O端口、最多多達11個定時器、最多多達13個通信接口 使用最多的器件：STM32F103系列、STM32 L1系列、STM32W系列。 PIC單片機 PIC單片機系列是美國微芯公司(Microship)的產品，共分三個級別，即基本級、中級、高級，是當前市場份額增長最快的單片機之一，CPU采用RISC結構，分別有33、35、58條指令，屬精簡指令集，同時采用Harvard雙總線結構，運行速度快，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，這也是高效率運行的原因之一，此外PIC單片機之所以成為一時非常熱的單片機不外乎以下特點： 特點： 1. 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。 2. 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，低電平吸入電流達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 3. 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(ISP)功能。 不足之處： 其專用寄存器(SFR)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。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，但是在編程過程中，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(RP1)和第5位(RP0)置位或清零。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51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，因而PIC單片機的瓶頸現象比51系列還要嚴重，這在編程中的朋友應該深有體會 使用最多的器件：PIC16F873、PIC16F877 AVR單片機 AVR單片機是Atmel公司推出的較為新穎的單片機，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。通常時鐘頻率用4～8MHz，故最短指令執行時間為250～125ns。AVR單片機能成為最近仍是比較火熱的單片機，主要的特點：