单片机的特点 7大主流单片机优缺点分析，一文打尽赶紧收藏！

现在微控制器铺天盖地，五花八门，让开发者应接不暇，发展迅速。从80年代开始，他们从4位、8位发展到各种高速微控制器。

每个厂商的速度，内存，功能也不一样。与此同时，一大批具有代表性的微控制器厂商也应运而生:Atmel、ti、ST、微芯片、ARM……此外，国内厂商的STC微控制器也引人注目。

下面给大家带来51、MSP430、STM32、TMS、PIC、AVR、STC单片机的优缺点，以及它们的功能。

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”，为以后其他微控制器的发展奠定了基础。目前广泛应用于教学场合和性能要求不高的场合。

特征

51单片机之所以变得经典好用，原因如下:

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、设置、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。

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，这个功能无疑给用户提供了极大的方便。

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。

劣势

51单片机虽然经典，但缺点还是很明显

AD、EEPROM等功能需要扩展，增加了硬件和软件的负担。

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。

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。

保护能力很差，容易烧坏芯片。

MSP430单片机

MSP430系列单片机是1996年上市的16位超低功耗混合信号处理器。留给人们最大的亮点就是它的低功耗和高速度。汇编语言使用灵活，寻址方式多，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。广泛应用于低功耗、超低功耗的工业场合。

特征

MSP430单片机的快速发展及其应用范围的不断扩大主要取决于以下特点。

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125 ns，由8MHz晶体驱动。这些特点保证了源程序可以高效编译。

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)。).

在超低功耗方面，MSP430单片机因为在降低芯片电源电压和灵活可控的运行时钟方面有其独特的特点，所以具有超低功耗；电源电压为1.8~3.6V，因此在1MHz的时钟条件下运行时，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。

劣势

可能不太好用，不适合新手入门，资料也少，只能去官网找。

占用指令量很大空，因为是16位单片机，程序以字为单位占用6字节。虽然程序表面上简单，但与pic单片机相比，占用量很大。

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，应该没有人，功能极其强大。它基于ARM Cortex-M内核，专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用而设计，拥有一流的外设:1μs双通道12位ADC、4 bit/s UART、18 Mbit/s SPI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

STM32单片机的强大功能如下:

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。

内存:片上集成32-512KB闪存；6-64KB的SRAM内存。

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；出厂前已校准的嵌入式8MHz RC振荡电路，内部40 kHz RC振荡电路；PLL对于CPU时钟；32千赫晶体振荡器，带RTC校准。

调试方式:串行调试(SWD)和JTAG接口；多达112个快速输入/输出端口、多达11个定时器和多达13个通信接口。

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CMOS MCU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CMOS EPROM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。

外围接口控制器

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。PIC单片机系列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。

同时采用哈佛双总线结构，运行速度快，可以使程序内存和数据内存的访问并行处理。这种指令流水线结构可以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，所以一般情况下每条指令只需要一个周期，这也是效率高的原因之一。

特征

PIC单片机之所以成为非常热门的单片机，无非是以下几个特点:

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端口是双向的，其输出电路是CMOS互补推挽输出电路，I/O引脚上增加了设置输入或输出状态的方向寄存器，解决了51系列I/O引脚在高电平时同时处于输入和输出状态的问题。

置1时，处于输入状态，无论引脚是高电平还是低电平，对外都是高阻状态；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。

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。

劣势

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，需要处理特殊寄存器并反复选择相应的存储体，即设置或清除STATUS寄存器的第六位(RP1)和第五位(RP0)。

数据传输和逻辑运算基本都要通过工作寄存器W(相当于51系列的累加器A)进行，51系列也可以通过寄存器直接互相传输。所以PIC单片机的瓶颈现象比51系列严重，应该是编程界的朋友们深有体会的。

AVR微控制器

AVR单片机是Atmel公司推出的比较新的单片机，具有高性能、高速度、低功耗的特点。它取消机器周期，以时钟周期作为指令周期，实现流水线操作。AVR单片机的指令是用字的，大部分指令都是单周期指令。在单个周期内，可以执行该指令的功能，同时读取下一条指令。通常时钟频率为4 ~ 8 MHz，因此最短的指令执行时间为250 ~ 125 ns。

特征

AVR单片机最近能成为热点单片机，其主要特点是:

AVR系列没有类似累加器A的结构，它主要通过R16~R31寄存器实现A的功能。在AVR中，没有像51系列那样的数据指针DPTR，而是三个16位寄存器X(由R26、R27组成)、Y(由R28、R29组成)和Z(由R30、R31组成)完成数据指针的功能(相当于三组DPTRs)，也可以先递增后递减运行。然而，在51系列中，所有的AVR都可以在任何两个寄存器之间执行，消除了在A中来回的需要，这优于51系列。

AVR的专用寄存器集中在00 ~ 3f的地址范围内，使用起来比PIC方便，因为不需要先选择存储体。AVR的片内RAM地址范围为0 ~ 00DF (AT90S2313)和0060 ~ 025F (AT90S8515，AT90S8535)，占用数据空之间的地址。这些片内RAM只用于存储数据，通常不具备通用寄存器的功能。程序复杂时，一般寄存器R0 ~ R31不够用。但是51系列的通用寄存器多达128个(是AVR的4倍)，编程时不会有这种感觉。

AVR的I/O引脚类似于PIC，也有控制输入或输出的方向寄存器。在输出状态，高电平输出电流约10mA，低电平吸电流20mA。这个不如PIC，但是比51系列好。

劣势

没有位操作，相关寄存器位以字节形式控制判断。

C语言和51 C语言的书写差别很大，让刚开始学51单片机的朋友很不习惯。

通用寄存器32个(R0 ~ R31)，前16个寄存器(R0 ~ R15)不能直接处理立即数，通用性降低。在51系列中，其所有通用寄存器(地址00 ~ 7fh)都可以直接处理立即数，明显优于前者。

飞思卡尔单片机

主要针对S08，S12单片机，当然飞思卡尔单片机远非如此。飞思卡尔系列单片机采用哈佛结构和流水线指令结构，在许多领域表现出低成本、高性能的特点。其架构为产品开发节省了大量时间。此外，飞思卡尔提供了多种集成模块和总线接口，可以在不同的系统中发挥更灵活的作用。

特征

飞思卡尔单片机的独特之处在于:

整个系列:从低端到高端，从8位到32位。其8位/32位引脚兼容的QE128可以直接从8位移植到32位，弥补了单片机行业8位兼容架构的缺失环节。

多个系统时钟模块:三个模块，七种工作模式。各种时钟源输入选项，不同的单片机有不同的时钟产生机制，可以是RC振荡器，外部时钟或晶振，也可以是内部时钟。大部分CPU同时具备以上三个模块；它可以在七种工作模式下运行:FEI、FEE、FBI、FBILP、FBE、FBELP和STOP。

多种通讯模块接口:飞思卡尔单片机内部几乎集成了各种通讯接口模块，包括串行通讯接口模块SCI、多主I2C总线模块、串行外设接口模块SPI、MSCAN08控制器模块、通用串行总线模块(USB/PS2)。

可选模块较多:LCD驱动模块、温度传感器、UHF发射机模块、同步处理器模块，带同步处理器的MCU也有屏幕显示模块OSD，少数MCU有RING检测模块和DTMF/音调发生器DMG模块。

可靠性高，抗干扰能力强，多引脚数和封装选项。

低功耗，也许飞思卡尔系列单片机没有MSP430低，但是它有“等待”和“停止”两种静态模式，从整体上降低了你的功耗！几种新的超低功耗型号已经与MSP430进行了比较。

STC微控制器

说到STC MCU，有人会说STC也可以算是主流？基于是国内比较好的单片机。STC是单时钟/机周期单片机。说白了，STC单片机就是51和AVR的组合。有人说AVR是51单片机的替代品，但是AVR单片机现场控制和C语言编写有很大区别。

STC单片机结合了51和AVR的优点。虽然功能没有AVR强大，但是在AVR上能找到的功能基本上都在STC上有。同时，STC单片机是51内核，为基于51单片机的工程师提供了极大的便利，节省了学习AVR的时间，同时也不丢失AVR的各种功能。

STC单片机是新一代8051单片机，速度快、功耗低、抗干扰能力强。其指令代码与传统8051完全兼容，但速度快8~12倍，内部集成专用复位电路为MAX810。4通道PWM 8通道高速10位A/D转换成为继51单片机之后，用于电机供应商控制和强干扰场合的全新系列单片机。

特征

用于下载和刻录程序的串口方便易用。它有大量的学习资料和视频，有5.5 ~ 3.8 V和2.4 ~ 3.8 V的宽电压，低功耗设计为空空闲模式和掉电模式(可被外部中断唤醒)。

STC单片机在应用中编程，调试方便。10位AD，内置EEPROM，可工作在1T/机周期，比传统51单片机快8~12倍，价格更便宜。

4通道捕获/比较单元，STC12C2052AD系列为2通道，也可用于实现4个定时器或4个外部中断，2个硬件16位定时器，兼容普通8051定时器。4路PCA还可以实现4个定时器。它有硬件看门狗，高速SPI通信口，全双工异步串口，兼容普通8051的串口，还有高级指令集结构，兼容普通8051指令集。

声明:内容是从互联网上组织的，版权归原作者所有。如果涉及到作品的版权问题，请及时联系我们，谢谢！

福利时间:免费东芝芯片样品数量有限，先到先得。当你看到股票明显告罄，请赶紧收藏！

点击

阅读原文

免费收集芯片样本