1. 51单片机发展史
1.1、51单片机由Intel公司设计诞生
(1)1971年,Intel推出4位单片机Intel 4004
(2)1972年,Intel推出8位单片机Intel 8008
(3)期间还有很多别的公司,如Motorala、Zilog等推出各自的单片机系列
(4)80年代初,Intel推出MCS-51系列单片机
(5)后来Intel继续做了16位的8085、8086等,再后来做了32位,64位……一直到现在。Intel后期的路线主要面向高功耗高性能application级别的CPU。
(6)总结:①早起时是不分单片机和别的CPU的,早起都是一起的。后来应用级别的高端CPU相继推出用于别的行业(PC、手机、打印机、工业控制……)。其中一支专用与低性能、低价格、嵌入硬件产品中作为主控的CPU就成了今天所说的单片机。
②Intel发明了(设计了8051系列的内核IP)8051系列单片机,早起时Intel自己设计自己制造的8051的CPU卖。后来Intel主攻了高性能CPU领域,看不上8051这个市场了,所以Intel开放了8051的IP,于是乎很多半导体厂商基于Intel的8051的IP设计生产了自己的51系列的兼容型CPU。
1.2、现代意义上的51单片机
(1)51单片机并不只是Intel公司的,更多的是其他厂家的兼容型51单片机,如Atmel的AT89C51,另外国际上还有philips(NXP恩智浦)、Dallas(DS1302、DS18B20)、华邦、西门子、Silabs(C8051系列)等生产的兼容型51.
(2)不同厂商的兼容型51单片机会有一些差异,因为不同的半导体公司是有自己的一些独特技术的,他会把自己的技术和8051的内核相结合做出一些和别的公司有差异化的兼容型的51单片机。
(3)国内用量最大、最具知名度和竞争力的就是宏晶科技的STC51系列。
1.3、51单片机的发展路线和方向
(1)主频越来越高
(2)内部外设越来越多,越复杂
(3)ROM和RAM越来越大
(4)集成其他模块做成专用Soc。单片机分通用型单片机和专用型单片机。
2.主流单片机及各自特点
2.1、51单片机系列
(1)劣势:低性能、普通
(2)优势:IP免费、性价比高(性能够用价格低)
2.2、PIC单片机系列
(1)PIC是16&32位的单片机,性能比较高、最大优势是工业应用。
(2)PIC是典型的RISC架构
(3)PIC的性价比不算高
(4)PIC有一堆台湾产的山寨的替代品(易隆、十速)
2.3、AVR单片机系列
(1)AVR是Atmel公司的,除了51系列(AT89C51)还有别的32位的单片机;
(2)2010年左右AVR的渠道出了问题,后来用的特别少,学习的时候不要AVR;
2.4、MSP430、STM8等
很多半导体厂商各自的一些单片机系列,各自都有自己的一些特点,但是都不算特别大的比例,比如MSP430低功耗。
2.5、ARM Cortex-M单片机系列
(1)ARM公司的单片机主要是Cortex-M系列的,比如M0\M3\M4\M7
(2)ARM单片机的特点是32位高性能、架构合理、功耗低、主流发展方向。
(3)总结:当前实际使用单片机的思路就是,低价格低性能用51、PIC(包括山寨PIC);高性能高性价比用ARM Cortex-M系列。
3.STC51各个系列的特点
3.1、STC51的特点
(1)1T单片机。早期典型的51单片机外部接12MHZ晶振,内部电路对12MHZ的原始时钟进行12分频编程1MHZ的时钟给CPU,所以早期典型的51内核的主频是1MHZ。后来工艺改良了,单片机的设计也改良了,CPU可以耐受的主频提升了,所以制造了所谓的6时钟周期51单片机(6分频,主频2MHZ)和1时钟周期的51单片机(1分频,12MHZ,叫1T单片机)。所以1T单片机就是高性能51单片机。
(2)ISP/IAP支持,就是在系统编程/在线编程。早期的51单片机需要在专门的烧录器上面来烧录(早期是先把芯片固定到烧录器 的架子上把程序烧录进去,然后再把经过烧录程序后的芯片焊接到电路板上出货),这样子如果产品程序升级就要把芯片从电路板上焊接下来,然后放到烧录器去重新烧录新的程序,然后再焊接上去;后来发明了一种更加方便的方式,CPU支持直接在电路板(产品)上的烧录程序,这就叫在系统编程ISP。从此方便了程序的烧录和升级,我们现在的51单片机都是ISP的,因此我们后续学习烧录程序不需要专门的烧录器,而是在开发板上直接通过USB线和串口来进行烧录的。
(3)超高性价比(0.89~5.6元)
(4)稳定性、抗干扰性经过实践检验。
3.2、STC51的主要型号和特点
(1)STC89/90系列。最早就是89系列,89系列就是典型的传统的51单片机,参照的是AT89C51.STC现在用90系列来代替了89系列。89/90系列属于低端51,价格很低,性能很低,适合用来学习。
(2)STC11、12、15系列都是属于1T单片机,都属于新式的单片机。性能偏高,配置有高有低,价格也不同。这三个差异是:11系列最早,然后是12,最新是15,越往后工艺越新,配置可选择性越多,性价比越高。所以如果做项目推荐使用最新系列的。
4.做项目时如何选型主控单片机
(1)行业(玩具—低价格,够用就行;汽车—稳定安全)
(2)价格(量大,价格要选好)
(3)配置
(4)资源(资料、代码、技术支持等)
(5)自我技能(尤其是技术总监的个人技能经验)