單片機的選擇

單片機的的選型是一件重要而費心的事情,如果單片機型號選擇得合適,單片機應用系統(tǒng)就會得經(jīng)濟,工作可靠;如果選擇得不合適,就會造成經(jīng)濟浪費,影響單片機應用系統(tǒng)的正常運行,甚至根本就達不到預先設(shè)計的功能。
只要掌握和運用單片機正確選型的原則,就可以選擇出最能適用于應用系統(tǒng)的單片機,保證單片要應用系統(tǒng)有最高的可靠性,最優(yōu)的性能價格比,最長的使用壽命和最好的升級換代可能。
單片機芯片選型時,總的原則是:
“芯片含有(功能或數(shù)量)略大于設(shè)計需求”,”設(shè)計需求盡可能(用)芯片完成(少用外圍器件)”,
“選大(大廠)不選小,選多(供應量多)不選少,選名(名牌)不選渺(飄渺,不知詳情的廠子),選廉(謙價)但要好(質(zhì)量保證)。
對單片機選型,主要應用從單片機應用系統(tǒng)的技術(shù)性,實用性和要開發(fā)性三方面來考慮.
(1)技術(shù)性:要從單片機的技術(shù)指標角度,對單片機芯片進行選擇,以保證單片機應用系統(tǒng)在一定的技術(shù)指標下可靠運行;
(2)實用性:要從單片機的供貨渠道、信譽程序等角度，對單片機的生產(chǎn)廠家進行選擇以保證單片機應用系統(tǒng)在能長期、可靠運行；
(3)可開發(fā)性：選用的單片機要有可靠的可以開發(fā)手段，如程序開發(fā)工具、仿真調(diào)試手段等

2.評單片機選型的討論

對于很久以來總是能看到關(guān)于單片機的各種討論,又是這個不好啦,那個不好了,那個過時啦,這個先進啊,學什么什么沒用啦!?

這個問題的總結(jié)只有一句話：用合適的芯片做出最合適的產(chǎn)品,把功夫用在設(shè)計上用在優(yōu)秀的思路上不要拘泥與芯片怎么怎么樣吧。

寶貴的心思用在你所做的產(chǎn)品的專業(yè)知識上。不要被爭論用什么什么單片機而迷茫，每個人的思維不一樣，將來應用的領(lǐng)域也不一樣，當然對每種芯片的領(lǐng)悟也是不一樣的，選用自己合適的就可以，弄透它，回過頭看，他們都是一樣的，只是不同的工具而已，也不要說學51怎么樣，學PIC怎么樣，學ARM怎么樣，不管哪一種，都是實現(xiàn)你思想的工具，那個感覺順手實用就用哪個，就學哪個，把它學好用熟悉，不要今天聽那個好就用那個，明天有人說這個好就用這個，新東西總是有，每天都有新東西，都是好東西，你一下子學的過來嗎！不如找一個適合自己先學好，將來搞其他真是的很容易的！這就是我的一個過來人的經(jīng)驗，這點體會也許只在這個行業(yè)的百分之五十的人，那就送這百分之五十的朋友吧。

3.在實際應用中，如何選擇單片機的類型？

選擇原則：主要從指令結(jié)構(gòu)、運行速度、程序存儲方式和功能等幾個方面選擇單片機。MCS-51為主流產(chǎn)品。Motorola是世界上最大的單片機廠商。品種全、選擇余地大、新產(chǎn)品多。其特點是噪聲低，抗干擾能力強，比較適合于工控領(lǐng)域及惡劣的環(huán)境。Microship單片機是

選擇原則：主要從指令結(jié)構(gòu)、運行速度、程序存儲方式和功能等幾個方面選擇單片機。
MCS-51為主流產(chǎn)品。
Motorola是世界上最大的單片機廠商。品種全、選擇余地大、新產(chǎn)品多。其特點是噪聲低，抗干擾能力強，比較適合于工控領(lǐng)域及惡劣的環(huán)境。
Microship單片機是市場份額增長較快的單片機。它的主要產(chǎn)品是PIC系列8位單片機。其特點是運行速度快，低價位，適用于量大、檔次低、價格敏感的產(chǎn)品。
美國德州儀器（TI）公司生產(chǎn)的MSP430系列單片機是一種特低功耗的Flash微控制器。主要用于三表及超低功耗場合。
在嵌入式系統(tǒng)低端的單片機領(lǐng)域，Intel公司的MCS-51形成了既具有經(jīng)典性又不乏生命力的一個單片機系列。許多半導體廠家、電器公司以MCS-51系列中的8051為基核，推出了許多兼容性的CHMOS單片機----80C51系列。
此外，還有Zilog、EM78、Senix、NEC、Epson、NS、三星、富士通、華邦、Philips、ARM等單片機。

看到了幾個帖子,討論何種單片機最好.我感覺選擇一個合適的單片機有時真的不太容易,要考慮的方面太多了.只能說某個特定場合比較適于采用某個MCU.不大可能某個牌子的MCU適合所有的設(shè)計,真要有的話那可就太好了:

1.單片機的基本參數(shù)例如速度,程序存儲器容量, I/O引腳數(shù)量

2.單片機的增強功能,

例如看門狗,雙指針,雙串口, RTC (實時時鐘), EEPROM ,擴展RAM , CAN接口, I2C接口, SPI接口, USB接口.

3. Flash和OTP (一次性可編程)相比較,最好是Flash .


4.封裝.

DIP (雙列直插), PLCC ( PLCC有對應插座)還是貼片. DIP封裝在做實驗時可能方便一點.

5.工作溫度范圍,工業(yè)級還是商業(yè)機.

如果設(shè)計戶外產(chǎn)品,必須選用工業(yè)級.

6.功耗,

比如設(shè)計并口加*密狗,信號線取電只能提供幾個mA,用PIC就是因為低功耗,后來出了MSP430也不錯.

7.工作電壓范圍.

例如設(shè)計電視機遙控器, 2節(jié)干電池供電,至少應該能在1.8-3.6V電壓范圍內(nèi)工作.

8.供貨渠道暢通.

能申請樣片,小批量購買有現(xiàn)貨.最好像標準51 ,中發(fā)里隨便找個柜臺就能買到(我在北京)

9.價格低.

10.有服務(wù)商,像周立功公司推Philips ,雙龍公司推AVR ,都提供了很多有用的技術(shù)支持,起碼燒寫器有地方買.

11.燒錄器價格低,如果是ICP (把單片機放在燒錄器上編程)能否利用現(xiàn)有的燒錄器,如果是表貼封裝,買一個轉(zhuǎn)接座也很貴,至少得一二百元.能否ISP (在系統(tǒng)編程,即把芯片先焊到板子上再通過預留的ISP接口編程),一般ISP編程器比較便宜大約一二百元甚至幾十元.

12.仿真器便宜.

對于FLASH型單片機,仿真器不是必備的.但是對于OTP (一次性可編程)型單片機,必須購買或者租用仿真器.

13.單片機匯編語言是自己熟悉的,并且能支持C語言.編程環(huán)境要像keil一樣好用,并且還是免費的.

14.網(wǎng)站速度快,資料豐富.包括芯片手冊,應用指南,設(shè)計方案,范例程序.最好有中文,像Atmel就不錯.

15.保密性能好,查一下專業(yè)解.密.網(wǎng)站上的黑名單,再發(fā)個mail咨詢一下解.密價格.

16.抗干擾性能好.我曾經(jīng)把XXC52改為S52后發(fā)現(xiàn)抗干擾性能下降,只好改回去.

17.和其他外設(shè)芯片放在一起的綜合考慮.

電路原理,模電，數(shù)電，通信原理，單片機,Protell99 ,高頻率電子線路,信號系統(tǒng),數(shù)字信號處理,FPGA,DSP等等
我覺得:電路原理,模電，數(shù)電,單片機,是自少要學好的.
信號系統(tǒng)看你是準備往什么方向走了通信方向的話,就要求高很多了.單單玩單片機的話,要求沒那么高~的但是基本的幾個變換總要知道的吧~工業(yè)上PID控制器這些都是需要你自己設(shè)計計算的了~~當然你用MATLAB也可以～
其次就是通信原理我覺得現(xiàn)代的單片機技術(shù)再也不應該是單個單片機獨自工作的時代了~應該是成批的單片機還有與PC聯(lián)合工作~所以編碼差錯控制都是一個不可避免的問題~
ARM其實就是單片機,只是資源豐富些~~工作頻率300MHz以上～
初學者的話當然是選擇51單片機做為入門比較好～～我們應該更加注重編程思維的培養(yǎng)～～加強對有限資源合理利用～
這種思維在任何設(shè)備上都是可行的～所以建議先從簡單的開始～～

首先，我們先來談?wù)勎覀儗?051、AVR、ARM或其它單片機的現(xiàn)有印象是怎么來的。主要的來源其實有兩種，來自于網(wǎng)絡(luò)上關(guān)于芯片的介紹，來自書架上芯片的教學書籍。主要都是一些官話、套話，什么具有精簡指令集、增加了多個定時器、更快的速度、價格更低，更適合工業(yè)設(shè)備開發(fā)之類。大家可以看出，這些介紹的用語都是比較詞，也就是說性能的優(yōu)秀是與另一個不優(yōu)秀的相比較得來的。8051系列單片機因為是最早的處理器內(nèi)核，很不幸，8051內(nèi)核的單片機成了眾矢之地。AVR、ARM和其它一大堆單片機都在和8051比較。最終的結(jié)果就是大家認為8051是最落后的，AVR、ARM，還是PIC、MSP430都比8051強大。再加上以8051系列單片機入門的圖書很多，如以AT89C51、STC89C52之類的單片機或開發(fā)板入門的書幾乎占了一大半的書架。所以大部分愛好者選擇8051來入門，同時也自然而然的意識到學完最簡單的8051之后還要學習更“高級”的AVR、ARM、PIC、MSP430之類的單片機。認為只有學會了這些才是一個提升的過程，會用AVR和ARM，就成為了單片機高手了。

這種觀念的形成主要是沒有得到正確的引導，因為大部分入門教程都是沒有作者主見的純技術(shù)知識的堆積，讀者從書中得不到學習方式、方法的引導，所以會產(chǎn)生一大堆錯誤的觀念。當錯誤的觀念形成的多了，久而久之在更多的人群中，錯誤的觀念慢慢好像變得“正確”了。而且愛好者的圈子里一般都是僅討論純技術(shù)，而不去交流行業(yè)和相關(guān)的非技術(shù)內(nèi)容，使的更多的人不斷進入觀念錯誤的循環(huán)。而且很難把他們轉(zhuǎn)變過來。就好像來過我網(wǎng)站的人都說我的制作有創(chuàng)意，其實不是我的能力強，而是大家都是在研究技術(shù)上的實現(xiàn)，而不是考慮如何創(chuàng)新，就算想創(chuàng)新了，也沒有花上足夠的時間去構(gòu)想、實驗。這與圖書的作者只想著把知識點放到書里，卻沒有研究怎么有主見的引導讀者的正確觀念的道理是一樣的。

以上就是我所分析的原因，如果您認同我的說法則請繼續(xù)閱讀下面我所講的所謂的正確觀念。如果您不認同我以上所說，那就請停止閱讀，不要浪費您的時間。

在說正確的觀念之前，我們來看一看單片機真正的用途是什么。雖然電子愛好者可以用它來制作各種好玩的電子制作，但再怎么制作每個人也用不上100片單片機，僅靠電子制作是無法支撐單片機市場的。那么最大的需求者是誰呢？說白了，他們就是成批量生產(chǎn)電子產(chǎn)品的廠家。例如他們有用單片機來制作每個公司門口都會用到的門禁系統(tǒng)、考勤機。僅中國大大小小的公司無計其數(shù)，需要的單片機數(shù)量自然是如繁星一般了。還有消費類電子產(chǎn)品，工業(yè)控制設(shè)備、安防設(shè)備、小家電、公辦自動化產(chǎn)品，還有大大小小特殊需要的定制產(chǎn)品。這些需求，就是單片機最主要的市場了。如此之大的市場需求，生產(chǎn)單片機的廠商自然盯大的眼睛想著怎么多賣多賺錢了。單片機廠商的競爭和我們?nèi)粘Ｋ姷母髌放剖謾C、菜市場中各攤位的競爭沒有什么區(qū)別。

怎么才能占據(jù)更多的市場份額呢？那就要看單片機產(chǎn)品的開發(fā)者關(guān)注什么東西了。誰是單片機產(chǎn)品的開發(fā)者？就是那些門禁系統(tǒng)、考勤機設(shè)計公司的老板和工程師們。如果你是設(shè)計公司的老板兼工程師，你會需要怎么樣的單片機？首先要能滿足我制作門禁系統(tǒng)、考勤機的功能需要，然后是價格便宜，性能穩(wěn)定，容易開發(fā)，采購方便，有同類替代產(chǎn)品。大家注意，在以上的需求中沒有要求功能強大，因為這并不重要。如果我只需要4個I/O接口，而單片機卻有著40個I/O接口，這對產(chǎn)品的價值提升并沒有什么意義，而且通常功能越多，價格也越高。如果一款單片機非常便宜，卻只有2個I/O接口也是不行的，因為它再便宜也不能滿足我們需要4個I/O接口的目的。所以單片機的選擇是適用就好，而不是走價格和性能的極端。

那么8051、AVR、ARM、PIC等單片機就是在這種市場環(huán)境中出現(xiàn)的，換句話說，這些單片機就是為了滿足這種市場需求而被生產(chǎn)出來的。從這個角度上看，8051、AVR、ARM就沒有什么高、低、貴、賤之分了，大家都是為了滿足這個不同電子產(chǎn)品應用需要的大市場。并沒有說8051就是下賤的，ARM就是高級的，大家都是靠銷量說話的。用8051去開發(fā)多媒體產(chǎn)品和用ARM去開發(fā)簡單的流水燈都是非常白癡的行為了。不過，雖然我們除去了高貴與低賤的歧視，可是又不得不承認，不同的單片機的開發(fā)難度是不同的。有一些是系統(tǒng)復雜所帶來的難度，還有一些是因為單片機開發(fā)相關(guān)軟硬件功能的落后再導致的。還有一小部分是學習者本身智商程度所產(chǎn)生的難度。不管怎么樣，任何的開發(fā)難度都會變成這款單片機推廣銷售的不利因素，誰也不希望學習困難的東西。當然，還有一些人就是愿意學習難學的東西，非要學難學的單片機，費大力氣研究難懂的數(shù)據(jù)手冊。這種情況多出現(xiàn)在不是工程開發(fā)人員的單片機愛好者身上，因為他們不用承擔實際的項目，不用考慮學習的時間、開發(fā)風險和項目開發(fā)中的各種困難與壓力。所以他們并不認為學習某款單片機的困難是單片機生產(chǎn)廠商做的工作不足，而是把原因歸到自己身上，認為自己不如別人聰明，非要把這款單片機學會才能證明自己的智商。

我所說的，正是許多人要學習AVR的迷局。除了出于天真的想法去學習難學的單片機，還有一個原因是沒有真正了解這些單片機的性能、應用以及它們之間的區(qū)別。有人說8051單片機落后了，能說出這種話的定是還沒什么開發(fā)經(jīng)驗的初學者。而越是什么都不懂的人越容易發(fā)表評論。下面我們來看看AVR和8051的區(qū)別吧。

AVR和8051單片機同為8位單片機，AVR當年發(fā)布的時候其最大的亮點就是它是1T單片機，帶給開發(fā)者有實際意義的信息就是速度快（和8051相比），還有就是低功率，內(nèi)部集成了更多的功能。在發(fā)布之初，我也非?？春肁VR單片機，也買了幾片回來玩玩。可是AVR雖然性能上有了不少優(yōu)勢，可是把玩的時候卻發(fā)現(xiàn)了相關(guān)配套服務(wù)的不足，比如AVR的引腳甚至封裝和8051的不兼容，開發(fā)軟件也和8051不同，下載線要重新制作，單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)和編程方法都要重新學習。對于之前沒有學過8051單片機的人來說，這些都是新鮮的，沒有阻礙的?？墒菍τ?051單片機的老手來講，學習AVR就需要重新學習和使用一套完全不同的平臺，而學習新的平臺需要花上不少的時間。這一事實阻止了一部分人轉(zhuǎn)向使用AVR。如果AVR可以在設(shè)計之初考慮到與8051相關(guān)配套軟硬件兼容的問題，那么AVR將會占有更多的市場份額。必竟8051單片機是最早的單片機，已經(jīng)有非常多的忠實用戶了。

AVR的獨斷專行，讓其它單片機廠商看到了機會。推出一款功能與AVR相當甚至更強大，同時又兼容8051軟硬件的單片機必然會得到市場的歡迎。于是飛利浦、SST、STC等廠商開始研發(fā)，增強型8051單片機問世了。增加型8051單片機是延用8051的內(nèi)核，在單片機內(nèi)部集成更多功能模塊。其中做的最出色的就是STC公司的單片機了。它的接口和傳統(tǒng)的8051完全兼容，而且內(nèi)部集成了復位芯片、EEPROM等功能。STC12C系列的單片機也與AVR相同，達到了1T單片機的速度。而且STC12系列單片機還在片內(nèi)集成了ADC、PWM、EEPROM、獨立時鐘、內(nèi)部R/C振蕩器、增加了P4接口。從性能上超過了AVR的產(chǎn)品，價格也便宜，同時又和傳統(tǒng)的8051的軟硬件兼容。STC12C完全超過了AVR的性能，工程師們又不需要學習新的開發(fā)平臺，只要在原來的8051平臺上就直接可以開發(fā)STC的1T單片機了。在這種情況之后AVR的落后是必然的結(jié)果，雖然ATMEL公司還在大力推出新款AVR單片機，可以市場占有率越來越少，以至于在一般的電子市場上都買不到了。但是在網(wǎng)絡(luò)上還有一些原來在AVR最興盛時的粉絲團，他們還在堅持用AVR來制作和開發(fā)產(chǎn)品。不過在技術(shù)高速發(fā)展的今天，固執(zhí)的忠實于一種品牌，而不是根據(jù)發(fā)展的需要而改變，這是很不理智的。當然，AVR目前還是有一定市場的，只是市場很小罷了。

8051和ARM的比較是另外一會事。就算是最強的增加型8051也不可能和ARM相比較。因為ARM是32位處理器核心，支持更大的處理速度和尋址能力，ARM9又支持MMU，可以安裝嵌入式操作系統(tǒng)。ARM是在8051和PC機用CPU之間的中層產(chǎn)品。用來開發(fā)多媒體產(chǎn)品，如MP4、手機等。8051和ARM的軟硬件平臺也是不同的，可是學習ARM可以做一個8051根本做不到的事情，所以學習ARM是值得的學習投入。只是在學習之前需要先想好，學習ARM的目的。是為了找一份好工作，還是為了制作更好玩的電子制作。

現(xiàn)在基礎(chǔ)ARM平臺開發(fā)的公司有許多，學習ARM可以找到不錯的工作。但是學好了8051也一樣可以有好的工作機會，只是ARM起步晚，會的人不多，競爭相對小一些。而且不管學什么都要面對未來繼續(xù)學習新技術(shù)的事實。學習ARM最關(guān)鍵的是學習操作系統(tǒng)，而不是ARM芯片本身。ARM最大的優(yōu)勢就是因為它可以安裝操作系統(tǒng)，好像我們的電腦一樣，我們所寫的應用程序可以在操作系統(tǒng)上運行，而不像8051那樣單線程運行。安裝操作系統(tǒng)最大的好處就是可以降低開發(fā)難度。有的人認為學習ARM要用操作系統(tǒng)是很難學的東西。其實這是錯誤的觀念，安裝操作系統(tǒng)就是為了減少開發(fā)難度，有一些如USB、液晶屏、鼠標、鍵盤的驅(qū)動程序已經(jīng)有現(xiàn)成的了，只要在我們的應用程序中調(diào)用就行了。ARM的開發(fā)更側(cè)重于軟件層面的開發(fā)，更多的是開發(fā)上層應用程序和少量的底層驅(qū)動程序。ARM的硬件也是有固定的接口，有占用的LCD接口，有占用的USB接口，只要按官方的數(shù)據(jù)手冊制作就可以了。