單片微型計算機簡稱單片機,簡單來說就是集CPU(運算、控制)、RAM(數(shù)據(jù)存儲-內(nèi)存)、ROM(程序存儲)、輸入輸出設(shè)備(串口、并口等)和中斷系統(tǒng)處于同一芯片的器件。
在我們自己的個人電腦中,CPU、RAM、ROM、I/O這些都是單獨的芯片,然后這些芯片被安裝在一個主板上,這樣就構(gòu)成了我們的PC主板,進而組裝成電腦。而單片機將這些都集中在了一個芯片上。
51單片機
應用最廣泛的8位單片機,當然也是初學者們最容易上手學習的單片機。最早由Intel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”,為以后的其它單片機的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
▼ 51單片機特性
51單片機之所以成為經(jīng)典,成為易上手的單片機主要有以下特點:
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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,處理對象不是字或字節(jié)而是位。不但能對片內(nèi)某些特殊功能寄存器的某位進行處理,如傳送、置位、清零、測試等,還能進行位的邏輯運算,其功能十分完備,使用起來得心應手。
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同時在片內(nèi)RAM區(qū)間還特別開辟了一個雙重功能的地址區(qū)間,使用極為靈活,這一功能無疑給使用者提供了極大的方便。
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乘法和除法指令,這給編程也帶來了便利。很多的八位單片機都不具備乘法功能,做乘法時還得編上一段子程序調(diào)用,十分不便。
▼ 51單片機缺點
(1)AD、EEPROM等功能需要靠擴展,增加了硬件和軟件負擔。
(2)雖然I/O腳使用簡單,但高電平時無輸出能力,這也是51系列單片機的最大軟肋。
(3)運行速度過慢,特別是雙數(shù)據(jù)指針,如能改進能給編程帶來很大的便利。
(4)51保護能力很差,很容易燒壞芯片。
▼ 51單片機應用范圍
目前在教學場合和對性能要求不高的場合大量被采用。
使用最多的器件:8051、80C51。
STM32單片機
由ST廠商推出的STM32系列單片機,行業(yè)的朋友都知道,這是一款性價比超高的系列單片機,應該沒有之一,功能及其強大。其基于專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應用專門設(shè)計的ARM Cortex-M內(nèi)核;同時具有一流的外設(shè),1μs的雙12位ADC,4兆位/秒的UART,18兆位/秒的SPI等。
在功耗和集成度方面也有不俗的表現(xiàn),當然和MSP430的功耗比起來是稍微遜色的一些,但這并不影響工程師們對它的熱捧程度。由于其簡單的結(jié)構(gòu)和易用的工具,再配合其強大的功能,在行業(yè)中赫赫有名。
▼ STM32單片機特性
(1)內(nèi)核:ARM 32位Cortex-M3 CPU,最高工作頻率72MHz,1.25DMIPS/MHz,單周期乘法和硬件除法。
(2)存儲器:片上集成32-512KB的Flash存儲器,6-64KB的SRAM存儲器。
(3)時鐘、復位和電源管理:2.0-3.6V的電源供電和I/O接口的驅(qū)動電壓,POR、PDR和可編程的電壓探測器(PVD),4-16MHz的晶振,內(nèi)嵌出廠前調(diào)校的8MHz RC振蕩電路,內(nèi)部40 kHz的RC振蕩電路,用于CPU時鐘的PLL,帶校準用于RTC的32kHz的晶振。
(4)調(diào)試模式:串行調(diào)試(SWD)和JTAG接口,最多高達112個的快速I/O端口、最多多達11個定時器、最多多達13個通信接口。
▼ STM32常用的器件
使用最多的器件:STM32F103系列、STM32 L1系列、STM32W系列。
51和STM32的區(qū)別
51單片機是對所有兼容Intel8031指令系統(tǒng)的單片機的統(tǒng)稱,這一系列的單片機的始祖是Intel的8031單片機,后來隨著flash ROM技術(shù)的發(fā)展,8031單片機取得了長足的進展成為了應用最廣泛的8bit單片機之一,它的代表型號就是ATMEL公司的AT89系列。
STM32單片機則是ST(意法半導體)公司使用ARM公司的cortex-M3為核心生產(chǎn)的32bit系列的單片機,它的內(nèi)部資源(寄存器和外設(shè)功能)較8051、AVR和PIC都要多的多,基本上接近于計算機的CPU了,適用于手機、路由器等。
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