單片機的選擇
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單片機的的選型是一件重要而費心的事情,如果單片機型號選擇得合適,單片機應用系統就會(huì )得經(jīng)濟,工作可靠;如果選擇得不合適,就會(huì )造成經(jīng)濟浪費,影響單片機應用系統的正常運行,甚至根本就達不到預先設計的功能。
單片機芯片選型時(shí),總的原則是:
“選大(大廠(chǎng))不選小,選多(供應量多)不選少,選名(名牌)不選渺(飄渺,不知詳情的廠(chǎng)子),選廉(謙價(jià))但要好(質(zhì)量保證)。
對單片機選型,主要應用從單片機應用系統的技術(shù)性,實(shí)用性和要開(kāi)發(fā)性三方面來(lái)考慮.
(1)技術(shù)性:要從單片機的技術(shù)指標角度,對單片機芯片進(jìn)行選擇,以保證單片機應用系統在一定的技術(shù)指標下可靠運行;
(2)實(shí)用性:要從單片機的供貨渠道、信譽(yù)程序等角度，對單片機的生產(chǎn)廠(chǎng)家進(jìn)行選擇以保證單片機應用系統在能長(cháng)期、可靠運行；
(3)可開(kāi)發(fā)性：選用的單片機要有可靠的可以開(kāi)發(fā)手段，如程序開(kāi)發(fā)工具、仿真調試手段等
2.評單片機選型的討論
對于很久以來(lái)總是能看到關(guān)于單片機的各種討論,又是這個(gè)不好啦,那個(gè)不好了,那個(gè)過(guò)時(shí)啦,這個(gè)先進(jìn)啊,學(xué)什么什么沒(méi)用啦!?
這個(gè)問(wèn)題的總結只有一句話(huà)：用合適的芯片做出最合適的產(chǎn)品,把功夫用在設計上用在優(yōu)秀的思路上不要拘泥與芯片怎么怎么樣吧。
寶貴的心思用在你所做的產(chǎn)品的專(zhuān)業(yè)知識上。不要被爭論用什么什么單片機而迷茫，每個(gè)人的思維不一樣，將來(lái)應用的領(lǐng)域也不一樣，當然對每種芯片的領(lǐng)悟也是不一樣的，選用自己合適的就可以，弄透它，回過(guò)頭看，他們都是一樣的，只是不同的工具而已，也不要說(shuō)學(xué)51怎么樣，學(xué)PIC怎么樣，學(xué)ARM怎么樣，不管哪一種，都是實(shí)現你思想的工具，那個(gè)感覺(jué)順手實(shí)用就用哪個(gè)，就學(xué)哪個(gè)，把它學(xué)好用熟悉，不要今天聽(tīng)那個(gè)好就用那個(gè)，明天有人說(shuō)這個(gè)好就用這個(gè)，新東西總是有，每天都有新東西，都是好東西，你一下子學(xué)的過(guò)來(lái)嗎！不如找一個(gè)適合自己先學(xué)好，將來(lái)搞其他真是的很容易的！這就是我的一個(gè)過(guò)來(lái)人的經(jīng)驗，這點(diǎn)體會(huì )也許只在這個(gè)行業(yè)的百分之五十的人，那就送這百分之五十的朋友吧。
3.在實(shí)際應用中，如何選擇單片機的類(lèi)型？
選擇原則：主要從指令結構、運行速度、程序存儲方式和功能等幾個(gè)方面選擇單片機。MCS-51為主流產(chǎn)品。Motorola是世界上最大的單片機廠(chǎng)商。品種全、選擇余地大、新產(chǎn)品多。其特點(diǎn)是噪聲低，抗干擾能力強，比較適合于工控領(lǐng)域及惡劣的環(huán)境。Microship單片機是
選擇原則：主要從指令結構、運行速度、程序存儲方式和功能等幾個(gè)方面選擇單片機。
MCS-51為主流產(chǎn)品。
Motorola是世界上最大的單片機廠(chǎng)商。品種全、選擇余地大、新產(chǎn)品多。其特點(diǎn)是噪聲低，抗干擾能力強，比較適合于工控領(lǐng)域及惡劣的環(huán)境。
Microship單片機是市場(chǎng)份額增長(cháng)較快的單片機。它的主要產(chǎn)品是PIC系列8位單片機。其特點(diǎn)是運行速度快，低價(jià)位，適用于量大、檔次低、價(jià)格敏感的產(chǎn)品。
美國德州儀器（TI）公司生產(chǎn)的MSP430系列單片機是一種特低功耗的Flash微控制器。主要用于三表及超低功耗場(chǎng)合。
在嵌入式系統低端的單片機領(lǐng)域，Intel公司的MCS-51形成了既具有經(jīng)典性又不乏生命力的一個(gè)單片機系列。許多半導體廠(chǎng)家、電器公司以MCS-51系列中的8051為基核，推出了許多兼容性的CHMOS單片機----80C51系列。
此外，還有Zilog、EM78、Senix、NEC、Epson、NS、三星、富士通、華邦、Philips、ARM等單片機。
看到了幾個(gè)帖子,討論何種單片機最好.我感覺(jué)選擇一個(gè)合適的單片機有時(shí)真的不太容易,要考慮的方面太多了.只能說(shuō)某個(gè)特定場(chǎng)合比較適于采用某個(gè)MCU.不大可能某個(gè)牌子的MCU適合所有的設計,真要有的話(huà)那可就太好了:
1.單片機的基本參數例如速度,程序存儲器容量, I/O引腳數量
2.單片機的增強功能,
例如看門(mén)狗,雙指針,雙串口, RTC (實(shí)時(shí)時(shí)鐘), EEPROM ,擴展RAM , CAN接口, I2C接口, SPI接口, USB接口.
3. Flash和OTP (一次性可編程)相比較,最好是Flash .
4.封裝.
DIP (雙列直插), PLCC ( PLCC有對應插座)還是貼片. DIP封裝在做實(shí)驗時(shí)可能方便一點(diǎn).
5.工作溫度范圍,工業(yè)級還是商業(yè)機.
如果設計戶(hù)外產(chǎn)品,必須選用工業(yè)級.
6.功耗,
比如設計并口加*密狗,信號線(xiàn)取電只能提供幾個(gè)mA,用PIC就是因為低功耗,后來(lái)出了MSP430也不錯.
7.工作電壓范圍.
例如設計電視機遙控器, 2節干電池供電,至少應該能在1.8-3.6V電壓范圍內工作.
8.供貨渠道暢通.
能申請樣片,小批量購買(mǎi)有現貨.最好像標準51 ,中發(fā)里隨便找個(gè)柜臺就能買(mǎi)到(我在北京)
9.價(jià)格低.
10.有服務(wù)商,像周立功公司推Philips ,雙龍公司推AVR ,都提供了很多有用的技術(shù)支持,起碼燒寫(xiě)器有地方買(mǎi).
11.燒錄器價(jià)格低,如果是ICP (把單片機放在燒錄器上編程)能否利用現有的燒錄器,如果是表貼封裝,買(mǎi)一個(gè)轉接座也很貴,至少得一二百元.能否ISP (在系統編程,即把芯片先焊到板子上再通過(guò)預留的ISP接口編程),一般ISP編程器比較便宜大約一二百元甚至幾十元.
12.仿真器便宜.
對于FLASH型單片機,仿真器不是必備的.但是對于OTP (一次性可編程)型單片機,必須購買(mǎi)或者租用仿真器.
13.單片機匯編語(yǔ)言是自己熟悉的,并且能支持C語(yǔ)言.編程環(huán)境要像keil一樣好用,并且還是免費的.
14.網(wǎng)站速度快,資料豐富.包括芯片手冊,應用指南,設計方案,范例程序.最好有中文,像Atmel就不錯.
15.保密性能好,查一下專(zhuān)業(yè)解.密.網(wǎng)站上的黑名單,再發(fā)個(gè)mail咨詢(xún)一下解.密價(jià)格.
16.抗干擾性能好.我曾經(jīng)把XXC52改為S52后發(fā)現抗干擾性能下降,只好改回去.
17.和其他外設芯片放在一起的綜合考慮.
電路原理,模電，數電，通信原理，單片機,Protell99 ,高頻率電子線(xiàn)路,信號系統,數字信號處理,FPGA,DSP等等
我覺(jué)得:電路原理,模電，數電,單片機,是自少要學(xué)好的.
信號系統看你是準備往什么方向走了通信方向的話(huà),就要求高很多了.單單玩單片機的話(huà),要求沒(méi)那么高~的但是基本的幾個(gè)變換總要知道的吧~工業(yè)上PID控制器這些都是需要你自己設計計算的了~~當然你用MATLAB也可以～
其次就是通信原理我覺(jué)得現代的單片機技術(shù)再也不應該是單個(gè)單片機獨自工作的時(shí)代了~應該是成批的單片機還有與PC聯(lián)合工作~所以編碼差錯控制都是一個(gè)不可避免的問(wèn)題~
ARM其實(shí)就是單片機,只是資源豐富些~~工作頻率300MHz以上～
初學(xué)者的話(huà)當然是選擇51單片機做為入門(mén)比較好～～我們應該更加注重編程思維的培養～～加強對有限資源合理利用～
這種思維在任何設備上都是可行的～所以建議先從簡(jiǎn)單的開(kāi)始～～
首先，我們先來(lái)談?wù)勎覀儗?051、AVR、ARM或其它單片機的現有印象是怎么來(lái)的。主要的來(lái)源其實(shí)有兩種，來(lái)自于網(wǎng)絡(luò )上關(guān)于芯片的介紹，來(lái)自書(shū)架上芯片的教學(xué)書(shū)籍。主要都是一些官話(huà)、套話(huà)，什么具有精簡(jiǎn)指令集、增加了多個(gè)定時(shí)器、更快的速度、價(jià)格更低，更適合工業(yè)設備開(kāi)發(fā)之類(lèi)。大家可以看出，這些介紹的用語(yǔ)都是比較詞，也就是說(shuō)性能的優(yōu)秀是與另一個(gè)不優(yōu)秀的相比較得來(lái)的。8051系列單片機因為是最早的處理器內核，很不幸，8051內核的單片機成了眾矢之地。AVR、ARM和其它一大堆單片機都在和8051比較。最終的結果就是大家認為8051是最落后的，AVR、ARM，還是PIC、MSP430都比8051強大。再加上以8051系列單片機入門(mén)的圖書(shū)很多，如以AT89C51、STC89C52之類(lèi)的單片機或開(kāi)發(fā)板入門(mén)的書(shū)幾乎占了一大半的書(shū)架。所以大部分愛(ài)好者選擇8051來(lái)入門(mén)，同時(shí)也自然而然的意識到學(xué)完最簡(jiǎn)單的8051之后還要學(xué)習更“高級”的AVR、ARM、PIC、MSP430之類(lèi)的單片機。認為只有學(xué)會(huì )了這些才是一個(gè)提升的過(guò)程，會(huì )用AVR和ARM，就成為了單片機高手了。
這種觀(guān)念的形成主要是沒(méi)有得到正確的引導，因為大部分入門(mén)教程都是沒(méi)有作者主見(jiàn)的純技術(shù)知識的堆積，讀者從書(shū)中得不到學(xué)習方式、方法的引導，所以會(huì )產(chǎn)生一大堆錯誤的觀(guān)念。當錯誤的觀(guān)念形成的多了，久而久之在更多的人群中，錯誤的觀(guān)念慢慢好像變得“正確”了。而且愛(ài)好者的圈子里一般都是僅討論純技術(shù)，而不去交流行業(yè)和相關(guān)的非技術(shù)內容，使的更多的人不斷進(jìn)入觀(guān)念錯誤的循環(huán)。而且很難把他們轉變過(guò)來(lái)。就好像來(lái)過(guò)我網(wǎng)站的人都說(shuō)我的制作有創(chuàng )意，其實(shí)不是我的能力強，而是大家都是在研究技術(shù)上的實(shí)現，而不是考慮如何創(chuàng )新，就算想創(chuàng )新了，也沒(méi)有花上足夠的時(shí)間去構想、實(shí)驗。這與圖書(shū)的作者只想著(zhù)把知識點(diǎn)放到書(shū)里，卻沒(méi)有研究怎么有主見(jiàn)的引導讀者的正確觀(guān)念的道理是一樣的。
以上就是我所分析的原因，如果您認同我的說(shuō)法則請繼續閱讀下面我所講的所謂的正確觀(guān)念。如果您不認同我以上所說(shuō)，那就請停止閱讀，不要浪費您的時(shí)間。
在說(shuō)正確的觀(guān)念之前，我們來(lái)看一看單片機真正的用途是什么。雖然電子愛(ài)好者可以用它來(lái)制作各種好玩的電子制作，但再怎么制作每個(gè)人也用不上100片單片機，僅靠電子制作是無(wú)法支撐單片機市場(chǎng)的。那么最大的需求者是誰(shuí)呢？說(shuō)白了，他們就是成批量生產(chǎn)電子產(chǎn)品的廠(chǎng)家。例如他們有用單片機來(lái)制作每個(gè)公司門(mén)口都會(huì )用到的門(mén)禁系統、考勤機。僅中國大大小小的公司無(wú)計其數，需要的單片機數量自然是如繁星一般了。還有消費類(lèi)電子產(chǎn)品，工業(yè)控制設備、安防設備、小家電、公辦自動(dòng)化產(chǎn)品，還有大大小小特殊需要的定制產(chǎn)品。這些需求，就是單片機最主要的市場(chǎng)了。如此之大的市場(chǎng)需求，生產(chǎn)單片機的廠(chǎng)商自然盯大的眼睛想著(zhù)怎么多賣(mài)多賺錢(qián)了。單片機廠(chǎng)商的競爭和我們日常所見(jiàn)的各品牌手機、菜市場(chǎng)中各攤位的競爭沒(méi)有什么區別。
怎么才能占據更多的市場(chǎng)份額呢？那就要看單片機產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)者關(guān)注什么東西了。誰(shuí)是單片機產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)者？就是那些門(mén)禁系統、考勤機設計公司的老板和工程師們。如果你是設計公司的老板兼工程師，你會(huì )需要怎么樣的單片機？首先要能滿(mǎn)足我制作門(mén)禁系統、考勤機的功能需要，然后是價(jià)格便宜，性能穩定，容易開(kāi)發(fā)，采購方便，有同類(lèi)替代產(chǎn)品。大家注意，在以上的需求中沒(méi)有要求功能強大，因為這并不重要。如果我只需要4個(gè)I/O接口，而單片機卻有著(zhù)40個(gè)I/O接口，這對產(chǎn)品的價(jià)值提升并沒(méi)有什么意義，而且通常功能越多，價(jià)格也越高。如果一款單片機非常便宜，卻只有2個(gè)I/O接口也是不行的，因為它再便宜也不能滿(mǎn)足我們需要4個(gè)I/O接口的目的。所以單片機的選擇是適用就好，而不是走價(jià)格和性能的極端。
那么8051、AVR、ARM、PIC等單片機就是在這種市場(chǎng)環(huán)境中出現的，換句話(huà)說(shuō)，這些單片機就是為了滿(mǎn)足這種市場(chǎng)需求而被生產(chǎn)出來(lái)的。從這個(gè)角度上看，8051、AVR、ARM就沒(méi)有什么高、低、貴、賤之分了，大家都是為了滿(mǎn)足這個(gè)不同電子產(chǎn)品應用需要的大市場(chǎng)。并沒(méi)有說(shuō)8051就是下賤的，ARM就是高級的，大家都是靠銷(xiāo)量說(shuō)話(huà)的。用8051去開(kāi)發(fā)多媒體產(chǎn)品和用ARM去開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單的流水燈都是非常白癡的行為了。不過(guò)，雖然我們除去了高貴與低賤的歧視，可是又不得不承認，不同的單片機的開(kāi)發(fā)難度是不同的。有一些是系統復雜所帶來(lái)的難度，還有一些是因為單片機開(kāi)發(fā)相關(guān)軟硬件功能的落后再導致的。還有一小部分是學(xué)習者本身智商程度所產(chǎn)生的難度。不管怎么樣，任何的開(kāi)發(fā)難度都會(huì )變成這款單片機推廣銷(xiāo)售的不利因素，誰(shuí)也不希望學(xué)習困難的東西。當然，還有一些人就是愿意學(xué)習難學(xué)的東西，非要學(xué)難學(xué)的單片機，費大力氣研究難懂的數據手冊。這種情況多出現在不是工程開(kāi)發(fā)人員的單片機愛(ài)好者身上，因為他們不用承擔實(shí)際的項目，不用考慮學(xué)習的時(shí)間、開(kāi)發(fā)風(fēng)險和項目開(kāi)發(fā)中的各種困難與壓力。所以他們并不認為學(xué)習某款單片機的困難是單片機生產(chǎn)廠(chǎng)商做的工作不足，而是把原因歸到自己身上，認為自己不如別人聰明，非要把這款單片機學(xué)會(huì )才能證明自己的智商。
我所說(shuō)的，正是許多人要學(xué)習AVR的迷局。除了出于天真的想法去學(xué)習難學(xué)的單片機，還有一個(gè)原因是沒(méi)有真正了解這些單片機的性能、應用以及它們之間的區別。有人說(shuō)8051單片機落后了，能說(shuō)出這種話(huà)的定是還沒(méi)什么開(kāi)發(fā)經(jīng)驗的初學(xué)者。而越是什么都不懂的人越容易發(fā)表評論。下面我們來(lái)看看AVR和8051的區別吧。
AVR和8051單片機同為8位單片機，AVR當年發(fā)布的時(shí)候其最大的亮點(diǎn)就是它是1T單片機，帶給開(kāi)發(fā)者有實(shí)際意義的信息就是速度快（和8051相比），還有就是低功率，內部集成了更多的功能。在發(fā)布之初，我也非?？春肁VR單片機，也買(mǎi)了幾片回來(lái)玩玩?？墒茿VR雖然性能上有了不少優(yōu)勢，可是把玩的時(shí)候卻發(fā)現了相關(guān)配套服務(wù)的不足，比如AVR的引腳甚至封裝和8051的不兼容，開(kāi)發(fā)軟件也和8051不同，下載線(xiàn)要重新制作，單片機內部結構和編程方法都要重新學(xué)習。對于之前沒(méi)有學(xué)過(guò)8051單片機的人來(lái)說(shuō)，這些都是新鮮的，沒(méi)有阻礙的?？墒菍τ?051單片機的老手來(lái)講，學(xué)習AVR就需要重新學(xué)習和使用一套完全不同的平臺，而學(xué)習新的平臺需要花上不少的時(shí)間。這一事實(shí)阻止了一部分人轉向使用AVR。如果AVR可以在設計之初考慮到與8051相關(guān)配套軟硬件兼容的問(wèn)題，那么AVR將會(huì )占有更多的市場(chǎng)份額。必竟8051單片機是最早的單片機，已經(jīng)有非常多的忠實(shí)用戶(hù)了。
AVR的獨斷專(zhuān)行，讓其它單片機廠(chǎng)商看到了機會(huì )。推出一款功能與AVR相當甚至更強大，同時(shí)又兼容8051軟硬件的單片機必然會(huì )得到市場(chǎng)的歡迎。于是飛利浦、SST、STC等廠(chǎng)商開(kāi)始研發(fā)，增強型8051單片機問(wèn)世了。增加型8051單片機是延用8051的內核，在單片機內部集成更多功能模塊。其中做的最出色的就是STC公司的單片機了。它的接口和傳統的8051完全兼容，而且內部集成了復位芯片、EEPROM等功能。STC12C系列的單片機也與AVR相同，達到了1T單片機的速度。而且STC12系列單片機還在片內集成了ADC、PWM、EEPROM、獨立時(shí)鐘、內部R/C振蕩器、增加了P4接口。從性能上超過(guò)了AVR的產(chǎn)品，價(jià)格也便宜，同時(shí)又和傳統的8051的軟硬件兼容。STC12C完全超過(guò)了AVR的性能，工程師們又不需要學(xué)習新的開(kāi)發(fā)平臺，只要在原來(lái)的8051平臺上就直接可以開(kāi)發(fā)STC的1T單片機了。在這種情況之后AVR的落后是必然的結果，雖然ATMEL公司還在大力推出新款AVR單片機，可以市場(chǎng)占有率越來(lái)越少，以至于在一般的電子市場(chǎng)上都買(mǎi)不到了。但是在網(wǎng)絡(luò )上還有一些原來(lái)在A(yíng)VR最興盛時(shí)的粉絲團，他們還在堅持用AVR來(lái)制作和開(kāi)發(fā)產(chǎn)品。不過(guò)在技術(shù)高速發(fā)展的今天，固執的忠實(shí)于一種品牌，而不是根據發(fā)展的需要而改變，這是很不理智的。當然，AVR目前還是有一定市場(chǎng)的，只是市場(chǎng)很小罷了。
8051和ARM的比較是另外一會(huì )事。就算是最強的增加型8051也不可能和ARM相比較。因為ARM是32位處理器核心，支持更大的處理速度和尋址能力，ARM9又支持MMU，可以安裝嵌入式操作系統。ARM是在8051和PC機用CPU之間的中層產(chǎn)品。用來(lái)開(kāi)發(fā)多媒體產(chǎn)品，如MP4、手機等。8051和ARM的軟硬件平臺也是不同的，可是學(xué)習ARM可以做一個(gè)8051根本做不到的事情，所以學(xué)習ARM是值得的學(xué)習投入。只是在學(xué)習之前需要先想好，學(xué)習ARM的目的。是為了找一份好工作，還是為了制作更好玩的電子制作。
現在基礎ARM平臺開(kāi)發(fā)的公司有許多，學(xué)習ARM可以找到不錯的工作。但是學(xué)好了8051也一樣可以有好的工作機會(huì )，只是ARM起步晚，會(huì )的人不多，競爭相對小一些。而且不管學(xué)什么都要面對未來(lái)繼續學(xué)習新技術(shù)的事實(shí)。學(xué)習ARM最關(guān)鍵的是學(xué)習操作系統，而不是ARM芯片本身。ARM最大的優(yōu)勢就是因為它可以安裝操作系統，好像我們的電腦一樣，我們所寫(xiě)的應用程序可以在操作系統上運行，而不像8051那樣單線(xiàn)程運行。安裝操作系統最大的好處就是可以降低開(kāi)發(fā)難度。有的人認為學(xué)習ARM要用操作系統是很難學(xué)的東西。其實(shí)這是錯誤的觀(guān)念，安裝操作系統就是為了減少開(kāi)發(fā)難度，有一些如USB、液晶屏、鼠標、鍵盤(pán)的驅動(dòng)程序已經(jīng)有現成的了，只要在我們的應用程序中調用就行了。ARM的開(kāi)發(fā)更側重于軟件層面的開(kāi)發(fā)，更多的是開(kāi)發(fā)上層應用程序和少量的底層驅動(dòng)程序。ARM的硬件也是有固定的接口，有占用的LCD接口，有占用的USB接口，只要按官方的數據手冊制作就可以了。
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