8051、AVR和ARM的關(guān)系及實際情況

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(xué)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(rèn)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(xué)完最簡單的8051之后還要學(xué)習(xí)更“高級”的AVR、ARM、 PIC、MSP430之類的單片機。認(rèn)為只有學(xué)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(dǎo)，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(xué)習(xí)方式、方法的引導(dǎo)，所以會產(chǎn)生一大堆錯誤的觀念。當(dāng)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(dǎo)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(rèn)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(rèn)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、*之分了，大家都是為了滿足這個不同電子產(chǎn)品應(yīng)用需要的大市場。并沒有說8051就是下*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*的歧視，可是又不得不承認(rèn)，不同的單片機的開發(fā)難度是不同的。有一些是系統(tǒng)復(fù)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(dǎo)致的。還有一小部分是學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)困難的東西。當(dāng)然，還有一些人就是愿意學(xué)習(xí)難學(xué)的東西，非要學(xué)難學(xué)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(dān)實際的項目，不用考慮學(xué)習(xí)的時間、開發(fā)風(fēng)險和項目開發(fā)中的各種困難與壓力。所以他們并不認(rèn)為學(xué)習(xí)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(rèn)為自己不如別人聰明，非要把這款單片機學(xué)會才能證明自己的智商。

我所說的，正是許多人要學(xué)習(xí)AVR的迷局。除了出于天真的想法去學(xué)習(xí)難學(xué)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(yīng)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(xué)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(dāng)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，我也非常看好AVR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(xué)習(xí)。對于之前沒有學(xué)過8051單片機的人來說，這些都是新鮮的，沒有阻礙的。可是對于8051單片機的老手來講，學(xué)習(xí)AVR就需要重新學(xué)習(xí)和使用一套完全不同的平臺，而學(xué)習(xí)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(dāng)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(fù)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(xué)習(xí)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A(yù)VR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(dāng)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(xué)習(xí) ARM可以做一個8051根本做不到的事情，所以學(xué)習(xí)ARM是值得的學(xué)習(xí)投入。只是在學(xué)習(xí)之前需要先想好，學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)ARM可以找到不錯的工作。但是學(xué)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(xué)什么都要面對未來繼續(xù)學(xué)習(xí)新技術(shù)的事實。學(xué)習(xí)ARM最關(guān)鍵的是學(xué)習(xí)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(yīng)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(rèn)為學(xué)習(xí)ARM要用操作系統(tǒng)是很難學(xué)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(biāo)、鍵盤的驅(qū)動程序已經(jīng)有現(xiàn)成的了，只要在我們的應(yīng)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(yīng)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。

對于想玩ARM的愛好者朋友，ARM的趣味并不大，而ARM的門檻卻很高。首先ARM芯片很貴，便宜的也要30多元，加上周邊的一系列配套的電路，一片ARM系統(tǒng)也要百元以上。而且ARM芯片封裝都是高密腳貼片封裝，沒有所謂的直插封裝。制作ARM的作品就必須制作PCB板， 而且是2層到8層的PCB板。對于一般的愛好者來說，這是不容易接受的。另外，用ARM來完全小制作的資料非常之少，ARM的相關(guān)驅(qū)動程序一般都是某些公司的內(nèi)部資料。相對來說最豐富的還是開源的LINUX和部分WIN CE的資料。一般開發(fā)ARM是需要團隊完成的，有專門開發(fā)軟件的，有專門負(fù)責(zé)硬件的，很少有一個人完成的。更不用說我們用ARM自己開發(fā)有趣的制作了。總之，ARM雖好，可是目前還不適合電子愛好者把玩。增強型8051單片機是最好的選擇，使用性能更好，功能更多的單片機可以產(chǎn)生許多創(chuàng)新設(shè)計。

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