文章图片



单片机（Single-Chip Microcomputer）是一种集成电路芯片 ， 是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统 ， 在工业控制领域广泛应用 。 从上世纪80年代 ， 由当时的4位、8位单片机 ， 发展到现在的300M的高速单片机 。

全面对比分析51单片机、STM32单片机及PIC单片机的优缺点
51单片机使用最广泛的8位单片机当然是初学者最容易学的 。 最早是英特尔推出的 。 由于其典型的结构和完善的总线专用寄存器集中管理 ， 众多的逻辑位运算功能和丰富的面向控制的指令系统 ， 堪称一代“经典” ， 为以后其他单片机的发展奠定了基础 。
51单片机之所以变得经典好用 ， 原因如下:
特征:
1.从内部硬件到软件有一个完整的逐位操作系统 ， 叫做位处理器 。 处理对象不是字或字节 ， 而是位 。 它不仅可以处理芯片上的一些特殊功能寄存器 ， 如传送、置位、清除、测试 ， 还可以进行位的逻辑运算 。 它的功能非常齐全 ， 使用方便 。
2.同时在片内RAM段专门开了一个双功能地址段 ， 使用起来极其灵活 。 这个功能无疑为用户提供了极大的便利 。
3.乘除指令 ， 给编程带来方便 。 很多8位微控制器没有乘法功能 ， 所以做乘法的时候编译一个子程序调用非常不方便 。
缺点:
1.AD、EEPROM等功能需要扩展 ， 增加了硬件和软件的负担 。
2.I/O引脚虽然好用 ， 但在高电平时没有输出能力 ， 这是51系列单片机最大的弱点 。
3.运行速度太慢 ， 尤其是双数据指针 。 如果能改进 ， 会给编程带来很大的方便 。
4.51保护能力很差 ， 容易烧坏芯片 。
适用范围:目前8051和80C51广泛应用于教学场合和性能要求不高的场合 。

全面对比分析51单片机、STM32单片机及PIC单片机的优缺点
MSP430单片机MSP430系列单片机是德州仪器1996年推出市场的16位超低功耗混合信号处理器 。 人们留下的最大亮点是低功耗和高速度 。 汇编语言使用灵活 ， 寻址方法多 ， 指令少 ， 使用方便 。 主要是因为它将许多模拟电路、数字电路和微处理器集成在一个芯片上 ， 提供了一个“单片”解决方案 。 它的迅速发展和应用范围的不断扩大主要取决于以下几个特点 。
1.处理能力强 ， 采用RISC结构 ， 寻址方式丰富(7个源操作数寻址 ， 4个目的操作数寻址) ， 简洁的27条内核指令 ， 大量模拟指令；大量寄存器和片上数据存储器可以参与各种运算；还有高效的查表处理指令；处理速度快 ， 指令周期为125ns ， 由8MHz晶体驱动 。 这些特点保证了源程序可以高效编译 。
2.在运算速度上 ， 可以实现8MHz晶体驱动的125ns指令周期 。 16位数据宽度、125ns指令周期和多功能硬件乘法器(可以实现乘法和加法)的结合 ， 可以实现数字信号处理的一些算法(如FFT等) 。 )
3.在超低功耗方面 ， MSP430单片机具有超低功耗是因为它在降低芯片电源电压和灵活可控的运行时钟方面具有独特的功能 。 电源电压为1.8~3.6V ， 因此在1MHz的时钟条件下运行 ， 芯片的电流会在200~400uA左右 ， 时钟关闭模式下的最低功耗仅为0.1uA 。
缺点:
1.个人觉得不好上手 ， 不适合初学者 ， 资料也少 ， 只能去官网找 。
2.它占用大量的指令空间 ， 因为是16位单片机 ， 程序以字为单位 ， 有些指令实际占用6字节 。 虽然表面上程序简单 ， 但是相对于pic单片机来说占用空间很大 。
适用范围:MSP430F系列、MSP430G2系列、MSP430L09系列 ， 广泛应用于低功率、超低功率工业场合 。
TMS单片机这里也提一下TMS系列单片机 ， 虽然不是主流 。 TI推出的8位CMOSMCU有多种存储模式和多种外设接口模式 ， 适合复杂的实时控制场合 。 虽然不如STM32或者不如MSP430张扬 ， 但TMS370C系列单片机通过集成先进的外围功能模块和各种芯片的内存配置 ， 提供高性价比的实时系统控制 。 同时采用高性能硅栅CMOSEPROM和EEPROM技术实现 。 低工作功耗、宽工作温度范围、噪声抑制、高性能、丰富的片上外设功能的CMOS技术 ， 使TMS370C系列单片机在汽车电子、工业电机控制、计算机、通信、消费类等领域有一定的应用 。分页标题#e#
STM32单片机ST厂商推出的STM32系列单片机 ， 业内所有朋友都知道 ， 是一系列性价比超高的单片机 ， 功能极其强大 。 它基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用而设计的ARMCortex-M内核 ， 拥有一流的外设:1μs双通道12位ADC、4bit/sUART、18Mbit/sSPI等 。 在功耗和集成度方面也有不错的表现 ， 当然略逊于MSP430的功耗 ， 但这并不影响工程师对它的热情 。
特征:
1.核心:ARM32位Cortex-M3CPU ， 最高工作频率72MHz ， 1.25DMIPS/MHz ， 单周期乘法 ， 硬件除法 。
2.内存:片上集成32-512KB闪存 。 6-64KB的SRAM内存 。
3.时钟、复位、电源管理:2.0-3.6V电源 ， I/O接口驱动电压 。 POR、PDR和可编程电压检测器(PVD) 。 4-16MHz晶体振荡器 。 出厂前已校准嵌入式8MHzRC振荡电路 。 内部频率为40kHz的RC振荡电路 。 CPU时钟用锁相环 。 32千赫晶体振荡器 ， 带RTC校准 。
4.调试模式:串行调试(SWD)和JTAG接口 。 最多112个快速I/O端口 ， 最多11个定时器 ， 最多13个通信接口是最常用的设备:STM32F103系列 ， STM32L1系列 ， STM32W系列 。

全面对比分析51单片机、STM32单片机及PIC单片机的优缺点
PIC单片机PIC单片机系列是Microship的产品 ， 分为基础级、中级和高级三个级别 。 是目前市场份额增长最快的单片机之一 。 CPU采用RISC结构 ， 分别有33、35、58条指令 ， 是一个简化的指令集 。 同时采用Harvard双总线结构 ， 运行速度快 。 它可以并行访问程序内存和数据内存 。 这种指令流水线结构在一个周期内完成两部分工作 ， 一部分是执行指令 ， 一部分是从程序内存中取出下一条指令 ， 所以看起来每条指令只需要一个周期 ， 这也是高效运行的原因之一 。 另外 ， PIC单片机一度成为非常热门的单片机 ， 具有以下特点:
特征:
1.它具有工作电压低、功耗低、驱动能力强的特点 。 PIC系列单片机的I/O口为双向 ， 输出电路为CMOS互补推挽输出电路 。 I/O引脚增加了方向寄存器 ， 用于设置输入或输出状态 ， 解决了51系列I/O引脚在高电平时既是输入状态又是输出状态的问题 。
2.置1时 ， 处于输入状态 ， 无论引脚是高电平还是低电平 ， 都处于高阻抗状态；当设置为0时 ， 它处于输出状态 。 无论引脚处于什么水平 ， 都处于低阻状态 ， 具有相当大的驱动能力 。 低电平吸电流可达25mA ， 高电平输出电流可达20mA 。 与51系列相比 ， 这是一个很大的优势 。
3.它可以直接驱动数码管显示 ， 外部电路简单 。 其A/D为10位 ， 能满足精度要求 。 具备在线调试和编程(ISP)功能 。
【单片机|全面对比分析51单片机、STM32单片机及PIC单片机的优缺点】缺点:它的特殊寄存器(SFR)不像51系列那样集中在一个固定的地址范围(80~ffh) ， 而是分散在四个地址范围 。 只有五个特殊寄存器PCL、status、FSR、PCLATH和INTCON同时出现在四个存储体中 ， 但在编程过程中 ， 需要对特殊寄存器进行处理 ， 反复选择对应的存储体 ， 即STATUS寄存器STATUS的第六位(RP1)和第五位(RP0)置位或清零 。 数据的传送和逻辑运算基本上都得通过工作寄存器W(相当于51系列的累加器A)来进行 ， 而51系列的还可以通过寄存器相互之间直接传送 ， 因而PIC单片机的瓶颈现象比51系列还要严重 ， 这在编程中的朋友该深有体会 。

来源：(ICGOO在线商城)

【】网址：/a/2021/0127/kd649407.html

标题：单片机|全面对比分析51单片机、STM32单片机及PIC单片机的优缺点