据统计，我国的单片机年容量已达1－3亿片，且每年以大约16%的速度增加，但相对于国际商场我国的占有率还不到1%。这说明单片机运用在我国才刚刚起步，有着宽广的远景。培育单片机运用人才，特别是在工程技能人员中广泛单片机常识有着重要的现实意义。
当今单片机厂商琳琅满目，产品功用各异。针对具体状况，咱们应选何品种型呢？首要，咱们来澄清两个概念：会集指令集（CISC）和精简指令集（RISC）。选用CISC结构的单片机数据线和指令线分时复用，即所谓冯。诺伊曼结构。它的指令丰厚，功用较强，但取指令和取数据不能一起进行，速度受限，价格亦高。选用RISC结构的单片机数据线和指令线别离，即所谓哈佛结构。这使得取指令和取数据可一起进行，且因为一般指令线宽于数据线，使其指令较同类CISC单片机指令包括更多的处理信息，履行功率更高，速度亦更快。一起，这种单片机指令多为单字节，程序存储器的空间利用率大大进步，有利于完结超小型化。
8051
单片微型核算机简称为单片机，又称为微型操控器，是微型核算机的一个重要分支。单片机是70年代中期开展起来的一种大规模集成电路芯片，是CPU、RAM、ROM、I/O接口和中止体系于同一硅片的器材。80年代以来，单片机开展迅速，各类新产品不断涌现，呈现了许多高功用新式机种，现已逐渐成为工厂主动化和各操控领域的支柱产业之一。
AVR和pic都是跟8051结构不同的8位单片机，因为结构不同，所以汇编指令也有所不同，而且差异于运用CISC指令集的8051，他们都是RISC指令集的，只要几十条指令，大部分指令都是单指令周期的指令，所以在相同晶振频率下，较8051速度要快。另PIC的8位单片机前几年是国际上出货量最大的单片机，飞思卡尔的单片机紧随其后。ARM实践上便是32位的单片机，它的内部资源（寄存器和外设功用）较8051和PIC、AVR都要多得多，跟核算机的CPU芯片很挨近了。常用于手机、路由器等等。DSP其实也是一种特别的单片机，它从8位到32位的都有。它是专门用来核算数字信号的。在某些公式运算上，它比现行家用核算机的最快的CPU还要快。比方说一般32位的DSP能在一个指令周期内运算完一个32位数乘32位数积再加一个32位数。运用于某些对实时处理要求较高的场合。
AVR
高牢靠性、功用强、高速度、低功耗和贱价位方针，也是单片机占领商场、赖以生存的必要条件。
前期单片机首要因为工艺及规划水平不高，一直是衡量单片机功用的重要、功耗高和抗干扰功用差等原因，所以采纳保险计划：即选用较高的分频系数对时钟分频，使得指令周期长，履行速度慢今后的CMOS单片机尽管选用进步时钟频率和缩小分频系数等办法，但这种状况并。未被完全改观（51以及51兼容）。此间虽有某些精简指令集单片机（RISC）面世，但仍然沿用对时钟分频的作法。
AVR单片机的推出，完全打破这种旧规划格式，废除了机器周期，扔掉杂乱指令核算机（CISC）寻求指令齐备的做法；选用精简指令集，以字作为指令长度单位内容丰厚的操作数与操作码安排在一字之中（指令会集占大多数的单周期指令都是如此），取指周期短，又可预取指令，完结流水作业，故可高速履行指令。当然这种速度上的升跃，是以高牢靠性为其后台的。
AVR单片机硬件结构采纳8位机与16位机的折中战略，即选用部分寄存器存堆（32个寄存器文件）和单体高速输入/输出的计划（即输入捕获寄存器、输出比较匹配寄存器及相应操控逻辑）。进步了指令履行速度（1Mips/MHz），战胜了瓶颈现象，增强了功用；一起又减少了对外设办理的开支，相对简化了硬件结构，下降了本钱。故AVR单片机在软/硬件开支、速度、功用和本钱诸多方面取得了优化平衡，是高性价比的单片机。
总结起来，AVR有以下几个特色
●哈佛结构，具有1MIPS/MHz的高速运转处理才能；
●超功用精简指令集（RISC），具有32个通用作业寄存器，战胜了如8051MCU选用单一ACC进行处理构成的瓶颈现象；
●快速的存取寄存器组、单周期指令体系，大大优化了方针代码的巨细、履行功率，部分类型FLASH十分大，特别适用于运用高级言语进行开发；
●作输出时与PIC的HI/LOW相同，可输出40mA（单一输出），作输入时可设置为三态高阻抗输入或带上拉电阻输入，具有10mA-20mA灌电流的才能；
●片内集成多种频率的RC振荡器、上电主动复位、看门狗、发动延时等功用，外围电路愈加简略，体系愈加安稳牢靠；
●大部分AVR片上资源丰厚：带E2PROM，PWM，RTC，SPI，UART，TWI，ISP，AD，AnalogComparator，WDT等；
●大部分AVR除了有ISP功用外，还有IAP功用，便利晋级或毁掉运用程序AVR系列单片机的选型AVR单片机系列完全，可适用于各种不同场合的要求。AVR单片机有3个层次：
等级低Tiny系列AVR单片机：首要有Tiny11/12/13/15/26/28等；中档AT90S系列AVR单片机：首要有AT90S1200/2313/8515/8535等；（正在筛选或转型到Mega中）高级ATmega系列AVR单片机：首要有ATmega8/16/32/64/128（存储容量为8/16/32/64/128KB）以及ATmega8515/8535等。
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PIC
PIC到底有什么优势？或许你也会有这样的疑问，所以我在这里略谈几点自己的观点。
1）PIC最大的特色是不搞单纯的功用堆积，而是从实践出发，注重产品的功用与价格比，靠开展多品种型来满意不同层次的运用要求。就实践而言，不同的运用对单片机功用和资源的需求也是不同的。比方，一个摩托车的点火器需求一个I/O较少、RAM及程序存储空间不大、牢靠性较高的小型单片机，若选用40脚且功用强壮的单片机，出资大不说，运用起来也不便利。PIC系列从低到高有几十个类型，能够满意各种需求。其间，PIC12C508单片机仅有8个引脚，是国际上最小的单片机。
该类型有512字节ROM、25字节RAM、一个8位定时器、一根输入线、5根I/O线，市道价格在3－6元人人民币。这样一款单片机在象摩托车点火器这样的运用无疑是十分合适。PIC的高级类型，如PIC16C74（尚不是最高级类型）有40个引脚，其内部资源为ROM共4K、192字节RAM、8路A/D、3个8位定时器、2个CCP模块、三个串行口、1个并行口、11个中止源、33个I/O脚。这样一个类型能够和其它品牌的高级类型比美。
2）精简指令使其履行功率大为进步。PIC系列8位CMOS单片机具有共同的RISC结构，数据总线和指令总线别离的哈佛总线（Harvard）结构，使指令具有单字长的特性，且答应指令码的位数可多于8位的数据位数，这与传统的选用CISC结构的8位单片机比较，能够到达2:1的代码紧缩，速度进步4倍。
3）产品上市零等候（Zerotimetomarket）。选用PIC的贱价OTP型芯片，可使单片机在其运用程序开发完结后马上使该产品上市。
4）PIC有优胜开发环境。OTP单片机开发体系的实时性是一个重要的方针，象一般51单片机的开发体系大都选用高级类型仿真等级低类型，其实时性不尽抱负。PIC在推出一款新类型的一起推出相应的仿真芯片，一切的开发体系由专用的仿真芯片支撑，实时性十分好。就我个人的经验看，还没有呈现过仿真成果与实践运转成果不同的状况。
5）其引脚具有防瞬态才能，经过限流电阻能够接至220V交流电源，可直接与继电器操控电路相连，无须光电耦合器阻隔，给运用带来极大便利。
6）完全的保密性。PIC以保密熔丝来维护代码，用户在烧入代码后熔断熔丝，他人再也无法读出，除非康复熔丝。现在，PIC选用熔丝深埋工艺，康复熔丝的可能性极小。
7）自带看门狗定时器，能够用来进步程序运转的牢靠性。
8）睡觉和低功耗形式。尽管P%&&&&&%在这方面已不能与新式的TI－MSP430比较，但在大多数运用场合仍是能满意需求的。
MSP430
MSP430系列单片机的迅速开展和运用规模的不断扩大，首要取决于以下的特色。
强壮的处理才能MSP430系列单片机是一个16位的单片机，选用了精简指令集（RISC）结构，具有丰厚的寻址方法（7种源操作数寻址、4种意图操作数寻址）、简练的27条内核指令以及许多的模仿指令；许多的寄存器以及片内数据存储器都可参与多种运算；还有高效的查表处理指令；有较高的处理速度，在8MHz晶体驱动下指令周期为125ns。这些特色确保了可编制出高功率的源程序。
在运算速度方面，MSP430系列单片机能在8MHz晶体的驱动下，完结125ns的指令周期。16位的数据宽度、125ns的指令周期以及多功用的硬件乘法器（能完结乘加）相配合，能完结数字信号处理的某些算法（如FFT等）。
MSP430系列单片机的中止源较多，而且能够恣意嵌套，运用时灵敏便利。当体系处于省电的备用状况时，用中止请求将它唤醒只用6us。
超低功耗MSP430单片机之所以有超低的功耗，是因为其在下降芯片的电源电压及灵敏而可控的运转时钟方面都有其独到之处。
首要，MSP430系列单片机的电源电压选用的是1.8~3.6V电压。因而可使其在1MHz的时钟条件下运转时，芯片的电流会在200~400uA左右，时钟关断形式的最低功耗只要0.1uA。
其次，共同的时钟体系规划。在MSP430系列中有两个不同的体系时钟体系：根本时钟体系和锁频环（FLL和FLL+）时钟体系或DCO数字振荡器时钟体系。有的运用一个晶体振荡器（32768Hz），有的运用两个晶体振荡器）。
因为体系时钟体系产生CPU和各功用所需的时钟。而且这些时钟能够在指令的操控下，翻开和封闭，然后完结对整体功耗的操控。 因为体系运转时翻开的功用模块不同，即选用不同的作业形式，芯片的功耗有着明显的不同。在体系中共有一种活动形式（AM）和五种低功耗形式（LPM0~LPM4）。在等候方法下，耗电为0.7uA，在节电方法下，最低可达0.1uA。
体系作业安稳。上电复位后，首要由DCOCLK发动CPU，以确保程序从正确的方位开端履行，确保晶体振荡器有满足的起振及安稳时刻。然后软件可设置恰当的寄存器的操控位来确认最终的体系时钟频率。假如晶体振荡器在用做CPU时钟MCLK时产生毛病，DCO会主动发动，以确保体系正常作业；假如程序跑飞，可用看门狗将其复位。
ARM
1991年ARM公司成立于英国剑桥，首要出售芯片规划技能的授权。现在，选用ARM技能常识产权（IP）核的微处理器，即咱们一般所说的ARM微处理器，已广泛工业操控、消费类电子产品、通讯体系、网络体系、无线体系等各类产品商场，依据ARM技能的微处理器运用约占有了32位RISC微处理器75％以上的商场份额，ARM技能正在逐渐进入到咱们日子的各个方面。
ARM公司是专门从事依据RISC技能芯片规划开发的公司，作为常识产权供货商，自身不直接从事芯片出产，靠转让规划许可由协作公司出产各具特色的芯片，国际各大半导体出产商从ARM公司购买其规划的ARM微处理器核，依据各自不同的运用领域，参加恰当的外围电路，然后构成自己的ARM微处理器芯片进入商场。现在，全国际有几十家大的半导体公司都运用ARM公司的授权，因而既使得ARM技能取得更多的第三方东西、制作、软件的支撑，又使整个体系本钱下降，使产品更简略进入商场被顾客所承受，更具有竞争力。
ARM处理器的三大特色是：耗电少功用强、16位/32位双指令集和许多协作伙伴。
1、体积小、低功耗、低本钱、高功用；
2、支撑Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集，能很好的兼容8位/16位器材；
3、许多运用寄存器，指令履行速度更快；
4、大多数数据操作都在寄存器中完结；
5、寻址方法灵敏简略，履行功率高；
6、指令长度固定。
ARM产品形式的强壮之处在于它在国际规模有超越100个的协作伙伴（Partners）。ARM是规划公司，自身不出产芯片。选用转让许可证准则，由协作伙伴出产芯片。
ARM不是单片机，精确来讲ARM是一种处理器的IP 核。英国ARM公司开发出处理器结构后向其他芯片厂商授权制作，芯片厂商能够依据自己的需求进行结构与功用的调整，因而实践中运用的ARM处理器有许多品种，首要有三星、飞利浦、ATMEL、INTEL制作的几大类，功用与运用上均不相同。ARM处理器核还能够嵌入其他专用芯片中作为中央处理单元运用，例如飞利浦的MP3解码芯片便是选用ARM7中心的。ARM系列处理器很少集成片上硬件资源，更挨近今日的处理器领域，根本不被认为是单片机。
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