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十月 29 2019

单片机的分类有几种?

  目前,单片机正朝着高性能和多品种方向发展,将会进一步实现低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等要求。由于单片机的体积、结构和功能特点,在实际应用中可以完全融入应用系统中,故而也称为嵌入式微控制器。根据目前发展情况,从不同角度对单片机进行分类大致可以分为通用型/专用型、总线型/非总线型及工控型/家电型。下面一起来看看:

8051单片机

8051单片机

  一、分类标准

  1.通用性

  按通用性可分为:通用型/专用型

  这是按单片机适用范围来区分的。例如,80C51是通用型单片机,它不是为某种专用途设计的;专用型单片机是针对一类产品甚至某一个产品设计生产的,例如为了满足电子体温计的要求,在片内集成ADC接口等功能的温度测量控制电路。

  2.总线结构

  按总线结构可分为:总线型/非总线型

  这是按单片机是否提供并行总线来区分的。总线型单片机普遍设置有并行地址总线、 数据总线、控制总线,这些引脚用以扩展并行外围器件都可通过串行口与单片机连接,另外,许多单片机已把所需要的外围器件及外设接口集成一片内,因此在许多情况下可以不要并行扩展总线,大大减省封装成本和芯片体积,这类单片机称为非总线型单片机。

  3.应用领域

  按应用领域可分为:家电类,工控类,通信类,个人信息终端类等等

  一般而言,工控型寻址范围大,运算能力强;用于家电的单片机多为专用型,通常是小封装、低价格,外围器件和外设接口集成度高。

32位单片机

32位单片机

  4.数据总线位数

  按单片机数据总线位数可分为:4位、8位、16位和32位单片机

  4位单片机:结构简单,价格便宜,非常适合用于控制单一的小型电子类产品,如PC机用的输入装置(鼠标、游戏杆)、电池充电器、遥控器、电子玩具、小家电等。

  8位单片机:是目前品种最为丰富、应用最为广泛的单片机,目前,8位单片机主要分为51系列及和非51系列单片机。51系列单片机以其典型的结构,众多的逻辑位操作功能,以及丰富的指令系统,堪称一代“名机”。

  16位单片机:16位单片机操作速度及数据吞吐能力在性能上比8位机有较大提高。目前,应用较多的有TI的MSP430系列、凌阳SPCE061A系列、Motorola的68HC16系列、Intel的MCS-96/196系列等。

  32位单片机:与51单片机相比,32位单片机运行速度和功能大幅提高,随着技术的发展以及价格的下降,将会与8位单片机并驾齐驱。32位单片机主要由ARM公司研制,因此,提及32位单片机,一般均指ARM单片机。严格来说,ARM不是单片机,而是一种32位处理器内核,实际中使用的ARM芯片有很多型号,常见的ARM芯片主要有飞利浦的LPC2000系列、三星的S3C/S3F/S3P系列等。

  二、主流类型

  1.8051单片机

  8051单片机最早由Intel公司推出,随后Intel公司将80C51内核使用权以专利互换或出让给世界许多著名IC制造厂商,如 Philips 、NEC、Atmel、AMD、Dallas、siemens、Fujutsu、OKI、华邦、LG等。在保特与80C51单片机兼容的基础上,这些公司容入了自身的优势,扩展了针对满足不同测控对象要求的外围电路,如满足模拟量输入的A/D、满足伺服驱动的PWM、满足高速输入/输出控制的HSL/HSO、满足串行扩展总线I2C、保证程序可靠运行的的WDT、引入使用方便且价廉的Flash ROM等,开发出上百种功能各异的新品种。这样80C51单片机就变成了众多芯片制造厂商支持的大家族,统称为80C51系列单片机。客观事实表明,80C51已成为8位单片机的主流,成了事实上的标准MCU芯片。

  2.AVR单片机

  AVR单片机是ATMEL在90年代推出的精简指令集RISC的单片机,跟PIC类似。使用哈佛结构。是增强型RISC内载Flash的单片机,芯片上的Flash存储器附在用户的产品中,可随时编程,再编程,使用户的产品设计容易,更新换代方便。AVR单片机采用增强的RISC结构,使其具有高速处理能力,在一个时钟周期内可执行复杂的指令,每MHz可实现1MIPS的处理能力。AVR单片机工作电压为2.7~6.0V,可以实现耗电最优化。AVR的单片机广泛应用于计算机外部设备,工业实时控制,仪器仪表,通讯设备,家用电器,宇航设备等各个领域。AT91M系列是基于ARM7TDMI嵌入式处理器的ATMEL 16/32 微处理器系列中的一个新成员该处理器用高密度的16 位指令集实现了高效的32位RISC结构且功耗很低。

PIC单片机

PIC单片机

  3.PIC单片机

  MicroChip单片机的主要产品是PIC 16C系列和17C系列8位单片机。CPU采用RISC结构,分别仅有33,35,58条指令,采用Harvard双总线结构,运行速度快,低工作电压,低功耗,较大的输入输出直接驱动能力,价格低,一次性编程,小体积。适用于用量大,档次低,价格敏感的产品。在办公自动化设备,消费电子产品,电讯通信,智能仪器仪表,汽车电子,金融电子,工业控制不同领域都有广泛的应用,PIC系列单片机在世界单片机市场份额排名中逐年提高。发展非常迅速。

  4.TI公司的MSP430单片机

  采用冯-诺依曼架构,通过通用存储器地址总线(MAB)与存储器数据总线(MDB)将 16 位 RISC CPU、多种外设以及高度灵活的时钟系统进行完美结合。MSP430能够为当前与未来的混合信号应用提供很好的解决方案。所有 MSP430 外设都只需最少量的软件服务。例如,模数转换器均具备自动输入通道扫描功能和硬件启动转换触发器,一些也带有 DMA 数据传输机制。这些卓越的硬件特性使我们能够集中利用 CPU 资源,实现目标应用所要求特性,而不必花费大量时间用于基本的数据处理。这意味着能以更少的软件与更低的功耗实现更低成本的系统。主要应用范围:计量设备、便携式仪表、智能传感系统。

  5.基于ARM技术的单片机

  ARM(Advanced RISC Machines)是微处理器行业的一家知名企业,设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。适用于多种领域,比如嵌入控制、消费/教育类多媒体、DSP和移动式应用等。ARM将其技术授权给世界上许多著名的半导体、软件和OEM厂商,每个厂商得到的都是一套独一无二的ARM相关技术及服务。利用这种合伙关系,ARM很快成为许多全球性RISC标准的缔造者。目前,总共有30家半导体公司与ARM签订了硬件技术使用许可协议,其中包括Intel、IBM、LG半导体、NEC、SONY、三星、菲利浦和国民半导体这样的大公司。典型的产品如:CPU内核ARM7、ARM9等。

ARM单片机

ARM单片机

  本文总结了单片机的分类以及目前主流的几种类型。大家在选择的时候需要注意的是,上述分类并不是惟一的和严格的。例如,80C51类单片机既是通用型又是总线型,还可以做工控用。

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