单片机的比较与选择.doc

单片机的比较与选择单片机自70年代问世以来得到了蓬勃发展，目前单片机功能正日渐完善先后经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。作为当代工科类大学生更应该对此进行深入的的了解。针对我们所做的SRT中所要使用的单片机进行了如下简短的比较。一、51系列优点：1、51单片机属于基本型它从内部的硬件到软件有一套完整的按位操作系统，称作位处理器。 2、51系列的I/O脚的设置和使用非常简单，当该脚作输入脚使用时，只须将该脚设置为高电平（复位时，各I/O口均置高电平）。缺点：1、51系列的在进行乘法和除法运算时精度不高。因为它内部寄存器在进行八位除以八位的除法指令，商为八位，精度嫌不够，用得不多。而八位乘八位的乘法指令，其积为十六位，精度还是能满足要求的，用的较多。2、I/O口输出时无驱动能力。当该脚作输出脚使用时，则为高电平或低电平均可。低电平时，吸入电流可达20mA，具有一定的驱动能力；而为高电平时，输出电流仅数十A甚至更小，基本上没有驱动能力。因为其在高电平时该脚也同时作输入脚使用，而输入脚必须具有高的输入阻抗，因而上拉的电流必须很小才行。作输出脚使用，欲进行高电平驱动时，得用外电路来实现。 3、运行速度慢，当晶振频率为12MHz时，机器周期达1s，适应不了现代高速运行的需要。此外它还具有体积大、ROM少等缺点。二、PIC系列 优点：1、CPU采用RISC结构，而51系列有111条指令，AVR单片机有118条指令，都比前者复杂。 2、总线采用Harvard双总线结构，运行速度快(指令周期约160200ns)，它能使程序存储器的访问和数据存储器的访问并行处理，这种指令流水线结构，在一个周期内完成两部分工作，一是执行指令，二是从程序存储器取出下一条指令。因此提高了运行速度。 3、PIC系列单片机的I/O脚增加了用于设置输入或输出状态的方向寄存器从而解决了51系列I/O脚为高电平时同为输入和输出的状态。当置位1时为输入状态，且不管该脚呈高电平或低电平，对外均呈高阻状态；置位0时为输出状态，不管该脚为何种电平，均呈低阻状态，有一定的驱动能力，低电平吸入电流达25mA，高电平输出电流可达20mA。相对于51系列而言，这是一个很大的优点，它可以直接驱动数码管显示。具有在线调试及编程（ISP）功能。精度较51也有明显的改善。 4、具有低工作电压、低功耗、驱动能力强等特点。 缺点：1、该系列单片机的专用寄存器（SFR）并不像51系列那样都集中在一个固定的地址区间内(80FFH)，而是分散在四个地址区间内，即存储体0（Bank0：007FH）、存储体1(Bank1 ：80FFH)、存储体2(Bank2 ：10017FH)、存储体3(Bank3 ：1801FFH)。只有5个专用寄存器PCL、STATUS、FSR、PCLATH、 INTCON在4个存储体内同时出现。在编程过程中，得反复地选择对应的存储体这多少给编程带来了一些麻烦。 2、PIC单片机的瓶颈现象严重。数据的传送和逻辑运算基本上都得通过工作寄存器W（相当于51系列的累加器A）来进行，而51系列的还可以通过寄存器相互之间直接传送(如：MOV 30H，20H；将寄存器20H的内容直接传送至寄存器30H中)，因而PIC单片机的瓶颈现象比51系列还要严重。三、AVR系列优点：1、高性能、高速度、低功耗。与PIC系列相当。 2、它取消机器周期，以时钟周期为指令周期，实行流水作业。 3、AVR的专用寄存器集中在003F地址区间，无需像PIC那样得先进行选存储体的过程，使用起来比PIC方便。 4、AVR的I/O脚类似PIC，它也有用来控制输入或输出的方向寄存器，在输出状态下，高电平输出的电流在10mA左右，低电平吸入电流20mA。虽不如PIC，但比51系列强。 5、逻辑运算速度快。在51系列中，所有的逻辑运算都必须在A中进行；而AVR却可以在任两个寄存器之间进行，省去了在A中的来回折腾，这些都比51系列强。缺点：1、通用寄存器少通用寄存器R0R31就显得不够用；而51系列的通用寄存器多达128个（为AVR的4倍），编程时就不会有这种感觉。 2、系统稳定性不强。四、ARM系列 随着电子设备智能化和网络化程度的不断提高，ARM单片机以其低功耗和高性价比逐渐占领了市场成为市场的主流产品。 优点：1、片内集成了答容量的RAM和FLASH存储器，无需扩展即可实现大型程序的应用。片内装载程序实现ISP和IAP，大大提高了编程效率。 2、片内集成了多个32位的定时器和计数器，可满足对精度的要求。 3、体积小，功耗低，集成度高。 4、使用了流水线技术，是的处理器和存储系统连续工作，有效地地提高了处理器的利用率。 结合我们的需求，我们选择了ARM单片机。我们的课题首先要求的是精确度，处理速度快说以初步拟定了ARM和AVR单片机。但进一步结合当前的形式同时也为了将来的发展我们的