51單片機(jī),STM32單片機(jī),PIC單片機(jī)性能對(duì)比

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1、51單片機(jī)，STM32單片機(jī)，PIC單片機(jī)性能對(duì)比 5］單片機(jī) 應(yīng)用最廣泛的8位單片機(jī)當(dāng)然也是初學(xué)者們最容易上手學(xué)習(xí)的單片機(jī)，最早由 In?推出，由于其典型的結(jié)構(gòu)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(tǒng)，堪稱為一代“經(jīng)典J為以后的其 它單片機(jī)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。 51單片機(jī)之所以成為經(jīng)典，成為易上手的單片機(jī)主要有以下特點(diǎn)： 特性：1?從內(nèi)部的硬件到軟件有一套完整的按位操作系統(tǒng)，稱作位處理器，處 理對(duì)象不是字或字節(jié)而是位。不但能對(duì)片內(nèi)某些特殊功能寄存器的某位進(jìn)行處 理，如傳送、置位、清零、測(cè)試等，還能進(jìn)行位的邏輯運(yùn)算，其功能十分完備， 使用起來(lái)得心

2、應(yīng)手。2.同時(shí)在片內(nèi)RAM區(qū)間還特別開(kāi)辟了一個(gè)雙重功能的地 址區(qū)間，使用極為靈活，這一功能無(wú)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(lái)了便利。很多的八位單片機(jī)都不具備乘法功能，作 乘法時(shí)還得編上一段子程序調(diào)用，十分不便。 缺點(diǎn)：（雖然是經(jīng)典但是缺點(diǎn)還是很明顯的）1.AD.EEPROM等功能需要靠擴(kuò)展, 增加了硬件和軟件負(fù)擔(dān)2?雖然I/O腳使用簡(jiǎn)單，但高電平時(shí)無(wú)輸出能力，這也 是51系列單片機(jī)的最大軟肋3.運(yùn)行速度過(guò)慢，待別是雙數(shù)據(jù)指針，如能改進(jìn) 能給編程帶來(lái)很大的便利4. 51保護(hù)能力很差，很容易燒壞芯片 應(yīng)用范圍：目前在教學(xué)場(chǎng)合和對(duì)性能要求不高的場(chǎng)合大量被采用使用最

3、多的器 件：8051. 8OC51 MSIM30單片機(jī) MSP430系列單片機(jī)是德州儀器1996年開(kāi)始推向市場(chǎng)的一種16位超低功耗的 混合信號(hào)處理器，給人們留下的最大的亮點(diǎn)是低功耗而且速度快，匯編語(yǔ)言用 起來(lái)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(duì)實(shí)際應(yīng) 用需求，把許多模擬電路、數(shù)字電路利微處理器集成在一個(gè)芯片上，以提供“單 片”解決方案。其迅速發(fā)展和應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，主要取決于以下的特點(diǎn)… 特性：1?強(qiáng)大的處理能力，釆用了精簡(jiǎn)指令集（RISC）結(jié)構(gòu)，具有豐富的尋址方 式（7種源操作數(shù)尋址、4種目的操作數(shù)尋址）、簡(jiǎn)潔的27條內(nèi)核指令以及大 量的模擬指令;大量的寄存器以

4、及片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器都可參加多種運(yùn)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(qū)動(dòng)下指令周期為125ns。 這些特點(diǎn)保證了可編制出高效率的源程序2.在運(yùn)算速度方面，能在8MHz晶 體的驅(qū)動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)125ns的指令周期。16位的數(shù)據(jù)寬度、125ns的指令周 期以及多功能的硬件乘法器（能實(shí)現(xiàn)乘加）相配合，能實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理的某些 算法（如FFT等）3.超低功耗方面,MSP430單片機(jī)Z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(yùn)行時(shí)鐘方面都有其獨(dú)到Z處。電 源電壓采用的是1.8~3.6V電壓。因而可使其在1MHz的吋鐘條件下運(yùn)行時(shí)， 芯片的電流會(huì)在200~400u

5、A左右，時(shí)鐘關(guān)斷模式的最低功耗只有O.luA 缺點(diǎn)：1?個(gè)人感覺(jué)不容易上手，不適合初學(xué)者入門(mén)，資料也比較少，只能跑官 網(wǎng)去找2?占的指令空間較大，因?yàn)槭?6位單片機(jī)，程序以字為單位，有的指 令竟然占6個(gè)字節(jié)。雖然程序表面上簡(jiǎn)潔，但與pic單片機(jī)比較空間占用很大 應(yīng)用范圍：在低功耗及超低功耗的工業(yè)場(chǎng)合應(yīng)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(jī) 這里也提?下TMS系列單片機(jī)，雖不算主流。由T1推出的8位CMOS單片 機(jī)，具有多種存儲(chǔ)模式、多種外闔接口模式，適用于復(fù)雜的實(shí)時(shí)控制場(chǎng)合。雖 然沒(méi)STM32那么優(yōu)秀，也沒(méi)MSP43

6、0那么張揚(yáng)，但是TMS370C系列單片機(jī)提 供了通過(guò)整合先進(jìn)的外圉功能模塊及各種芯片的內(nèi)存配置，具有高性價(jià)比的實(shí) 時(shí)系統(tǒng)控制。同時(shí)采用高性能硅柵CMOS EPROM和EEPROM技術(shù)實(shí)現(xiàn)。低工 作功耗CMOS技術(shù)，寬工作溫度范圉，噪聲抑制，再加上高性能和豐富的片上 外設(shè)功能，使TMS370C系列單片機(jī)在汽車(chē)電子，工業(yè)電機(jī)控制，電腦，通信和 消費(fèi)類具有一定的應(yīng)用。 STM32單片機(jī) 由ST廠商推出的STM32系列單片機(jī)，行業(yè)的朋友都知道，這是-款性價(jià)比超 高的系列單片機(jī)，應(yīng)該沒(méi)有功能及其強(qiáng)大。其基于專為要求高性能、低 成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用專門(mén)設(shè)計(jì)的ARM Cortex-M內(nèi)核，同時(shí)具有一

7、流的 外設(shè)：Ips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(xiàn)，當(dāng)然和MSP430的功耗比起來(lái)是稍微遜色的 一些，但這并不影響工程師們對(duì)它的熱捧程度，由于其簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和易用的工 具再配合其強(qiáng)大的功能在行業(yè)中赫赫有名…其強(qiáng)大的功能主要表現(xiàn)在： 特性：1.內(nèi)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(chǔ)器：片上集成32-512KB的Flash存儲(chǔ)器。6-64KB 的SRAM存儲(chǔ)器3.時(shí)鐘、復(fù)位和電源管理：2.0-3.6V的電源供電和I/O接口的 驅(qū)動(dòng)電壓

8、。POR、PDR和可編程的電壓探測(cè)器(PVD)o 4-16MHz的晶振。內(nèi)嵌 岀廠前調(diào)校的8MHz RC振蕩電路。內(nèi)部40kHz的RC振蕩電路。用于CPU時(shí) 鐘的PLL。帶校準(zhǔn)用于RTC的32kHz的晶振4、調(diào)試模式：串行調(diào)試(SWD)利 JTAG接口。最多高達(dá)112個(gè)的快速I(mǎi)/O端口、最多多達(dá)11個(gè)定時(shí)器、最多多 達(dá)13個(gè)通信接口使用最多的器件:STM32F103系列、STM32L1系列、STM32W 系列。 PIC單片機(jī) PIC單片機(jī)系列是美國(guó)微芯公(Microship)的產(chǎn)品，共分三個(gè)級(jí)別，即基本級(jí)、 中級(jí)、高級(jí)，是當(dāng)前市場(chǎng)份額增長(zhǎng)最快的單片機(jī)乙一,CPU采用RISC結(jié)構(gòu)， 分別有3

9、3、35. 58條指令，屬精簡(jiǎn)指令集，同時(shí)釆用Harvard雙總線結(jié)構(gòu)，運(yùn) 行速度快，它能使程序存儲(chǔ)器的訪問(wèn)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的訪問(wèn)并行處理，這種指令 流水線結(jié)構(gòu)，在一個(gè)周期內(nèi)完成兩部分工作，一是執(zhí)行指令，二是從程序存儲(chǔ) 器取出下?條指令，這樣總的看來(lái)每條指令只需一個(gè)周期，這也是高效率運(yùn)行 的原因之-?，此外PIC單片機(jī)Z所以成為一時(shí)非常熱的單片機(jī)不外乎以下特點(diǎn)： 特點(diǎn)：1?具有低工作電壓、低功耗、驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)。P1C系列單片機(jī)的I/O 口是雙向的，其輸出電路為CMOS互補(bǔ)推挽輸出電路。I/O腳增加了用于設(shè)置 輸入或輸出狀態(tài)的方向寄存器，從而解決了 51系列1/0腳為高電平時(shí)同為輸入 和輸出的狀

10、態(tài)。2.當(dāng)置位1時(shí)為輸入狀態(tài)，且不管該腳呈高電平或低電平，對(duì) 外均呈高阻狀態(tài);置位0時(shí)為輸出狀態(tài)，不管該腳為何種電平，均呈低阻狀態(tài)， 有相當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)能力，低電平吸入電流達(dá)25mA,高電平輸出電流可達(dá)20mAo相 對(duì)于51系列而言，這是一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)3.它可以直接驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示且外電 路簡(jiǎn)單。它的A/D為10位，能滿足精度要求。具有在線調(diào)試及編程(ISP)功能。 不足之處：其專用寄存器(SFR)并不像51系列那樣都集屮在?個(gè)固定的地址區(qū) 間內(nèi)(80?FFH),而是分散在四個(gè)地址區(qū)間內(nèi)。只有5個(gè)專用寄存器PCL、 STATUS. FSR. PCLATH、INTCON在4個(gè)存儲(chǔ)體內(nèi)同時(shí)出現(xiàn)，但是在編程過(guò) 程屮，少不了要與專用寄存器打交道，得反復(fù)地選擇對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)體，也即對(duì)狀 態(tài)寄存器STATUS的第6位(RP1)和第5位(RP0)置位或清零。數(shù)據(jù)的傳送和邏 輯運(yùn)算基本上都得通過(guò)工作寄存器W(相當(dāng)于51系列的累加器A)來(lái)進(jìn)行，而51 系列的還可以通過(guò)寄存器相互Z間直接傳送，因而PIC單片機(jī)的瓶頸現(xiàn)象比51 系列還要嚴(yán)重，這在編程中的朋友應(yīng)該深有體會(huì)