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 CPU|芯片|编程

【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】

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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。