单片机类型选择 六个经典单片机种类介绍
单片机芯片常用英文字母的缩写MCU表示单片机,单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。单片机种类繁多,但是一般常用的有以下几种:
单片机芯片常用英文字母的缩写MCU表示单片机,单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。单片机种类繁多,但是一般常用的有以下几种:
单片机种类之51系列
51单片机目前已有多种型号,8031/8051/8751是Intel公司早期的产品,而ATMEL公司的AT89C51、AT89S52则更实用。ATMEL公司的51系列还有AT89C2051、AT89C1051等品种,这些芯片是在AT89C51的基础上将一些功能精简掉后形成的精简版。而市场上目前供货比较足的芯片还要算ATMEL的51、52芯片,HYUNDAI的GMS97系列,WINBOND的78e52,78e58,77e58等。
单片机种类之PIC系列
在全球都可以看到PIC单片机从电脑的外设、家电控制、电讯通信、智能仪器、汽车电子到金融电子各个领域的广泛应用。PIC系列单片机又分:基本级系列,如PIC16C5X,适用于各种对成本要求严格的家电产品选用;中级系列,如PIC12C6XX,该级产品其性能很高,如内部带有A/D变换器、E2PROM数据存储器、比较器输出、PWM输出、I2C和SPI等接口;PIC中级系列产品适用于各种高、中和低档的电子产品的设计中。高级系列,如PIC17CXX具有丰富的I/O控制功能,并可外接扩展EPROM和RAM,适用于高、中档的电子设备中使用。
单片机种类之AVR系列
AVR单片机是1997年由ATMEL公司研发出的增强型内置Flash的RISC(ReducedInstructionSetCPU)精简指令集高速8位单片机。AVR的单片机可以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、家用电器等各个领域。
CPLD/FPGACPLD(ComplexProgrammableLogicDevice)复杂可编程逻辑器件,是从PAL和GAL器件发展出来的器件,相对而言规模大,结构复杂,属于大规模集成电路范围。是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。其基本设计方法是借助集成开发软件平台,用原理图、硬件描述语言等方法,生成相应的目标文件,通过下载电缆(“在系统”编程)将代码传送到目标芯片中,实现设计的数字系统。许多公司如今都开发出了CPLD可编程逻辑器件。比较典型的就是Altera、Lattice、Xilinx世界三大权威公司的产品,这里给出常用芯片:AlteraEPM7128S(PLCC84)、LatticeLC4128V(TQFP100)、XilinxXC95108(PLCC84)FPGA是英文Field-ProgrammableGateArray的缩写,即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。目前FPGA的品种很多,有XILINX的XC系列、TI公司的TPC系列、ALTERA公司的FIEX系列等。
DSPDSP(digitalsignalprocessor)是一种独特的微处理器,是以数字信号来处理大量信息的器件。其工作原理是接收模拟信号,转换为0或1的数字信号,再对数字信号进行修改、删除、强化,并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。它不仅具有可编程性,而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序,远远超过通用微处理器,是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。它的强大数据处理能力和高运行速度,是最值得称道的两大特色。目前主流的DSP芯片主要有TI公司的TI2000系列、TI5000系列、TI6000系列以及ADI公司的ADIDSP系列。
单片机种类之ARM
ARM即AdvancedRISCMachines的缩写是对一类微处理器的通称.ARM同时还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。目前ARM的主流分以下几类:ARM7TDMI应用于GameBoyAdvance,NintendoDS,iPodARM9TDMIArmadillo,GP32,GP2X(第一颗内核),TapwaveZodiac(Motorolai.MX1);GP2X(第二颗内核)ARM9ENintendoDS,NokiaN-GageConexant802.11chips;STMicroSTR91xF,ARM11NokiaN93,Zune,NokiaN800,NOKIAE72CortexTexasInstrumentsOMAP3;Broadcomisauser;LuminaryMicro[3]微控制器家族。
单片机种类之MIPS
MIPS是世界上很流行的一种RISC处理器。MIPS的意思是“无内部互锁流水级的微处理器”(Microprocessorwithoutinterlockedpipedstages),其机制是尽量利用软件办法避免流水线中的数据相关问题。MIPS最早是在80年代初期由斯坦福(Stanford)大学Hennessy教授领导的研究小组研制出来的。MIPS公司的R系列就是在此基础上开发的RISC工业产品的微处理器。这些系列产品为很多计算机公司采用构成各种工作站和计算机系统。可以说,MIPS是卖的最好的RISCCPU,从任何地方,如Sony,Nintendo的游戏机,Cisco的路由器和SGI超级计算机,都可以看见MIPS产品在销售。和英特尔相比,MIPS的授权费用比较低,也就为除英特尔外的大多数芯片厂商所采用。之后,MIPS公司发生战略变化,开始以嵌入式系统为重心,陆续开发了高性能、低功耗的32位处理器内核(core)MIPS324Kc与高性能64位处理器内核MIPS645Kc。2000年,MIPS公司发布了针对MIPS324Kc的版本以及64位MIPS6420Kc处理器内核。MIPS324KcTM处理器是采用MIPS技术特定为片上系统(System-On-a-Chip)而设计的高性能、低电压32位MIPSRISC内核。MIPS6420Kc的浮点能力强,可以组成不同的系统,从一个处理器的Octane工作站到64个处理器的Origin2000服务器;这种CPU更适合图形工作站使用。MIPS最新的R12000芯片已经在SGI的服务器中得到应用,目前其主频最大可达400MHz。MIPSK系列微处理器是目前仅次于ARM的用得最多的处理器之一(1999年以前MIPS是世界上用得最多的处理器),其应用领域覆盖游戏机、路由器、激光打印机、掌上电脑等各个方面。MIPS除了在手机中应用的比例极小外,在一般数字消费性、网络语音、个人娱乐、通信与商务应用市场有着相当不错的成绩。而其应用最为广泛的应属家庭视听电器(包含机顶盒)、网通产品以及汽车电子等方面。
单片机种类之PPC
PowerPC是一种精简指令集(RISC)架构的中央处理器(CPU),其基本的设计源自IBM(国际商用机器公司)的POWER(PerformanceOptimizedWithEnhancedRISC;《IBMConnect电子报》2007年8月号译为“增强RISC性能优化”)架构。二十世纪九十年代,IBM(国际商用机器公司)、Apple(苹果公司)和Motorola(摩托罗拉)公司开发PowerPC芯片成功,并制造出基于PowerPC的多处理器计算机。PowerPC架构的特点是可伸缩性好、方便灵活。PowerPC处理器有广泛的实现范围,包括从诸如Power4那样的高端服务器CPU到嵌入式CPU市场(任天堂Gamecube使用了PowerPC)。PowerPC处理器有非常强的嵌入式表现,因为它具有优异的性能、较低的能量损耗以及较低的散热量。除了象串行和以太网控制器那样的集成I/O,该嵌入式处理器与“台式机”CPU存在非常显著的区别。例如,4xx系列PowerPC处理器缺乏浮点运算,并且还使用一个受软件控制的TLB进行内存管理,而不是象台式机芯片中那样采用反转页表。
本文详细的介绍了六个经典单片机种类,单片机在工业控制领域的广泛应用,单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中,使计算机系统更小,更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。