不同的制造商在速度、内存和功能方面也有所不同。 与此同时，涌现了一大批具有代表性的单片机厂商：Atmel、TI、ST、MicroChip、ARM……此外，国内厂商的STC单片机也可圈可点。
下面给大家带来51、MSP430、STM32、TMS、PIC、AVR、STC等单片机的优缺点及功能实施例对比。
01
51单片机
使用最广泛的8位单片机当然也是初学者最容易学习的一种。 它首先由英特尔推出。 由于其典型的结构和对总线专用寄存器的完全集中管理、众多的逻辑位操作功能和丰富的面向控制的指令系统堪称一代“经典”，为业界其他单片机的发展奠定了基础。未来。 目前广泛应用于教学场合和性能要求不高的场合。
特征
51单片机成为经典且易用的单片机的主要原因如下：
从内部硬件到软件，有一套完整的按位操作系统，称为位处理器。 处理对象不是字或字节，而是位。 它不仅可以处理芯片上一些特殊功能寄存器的某一位，如发送、设置、清除、测试等，还可以进行位逻辑运算。 它的功能非常齐全，而且使用起来也很方便。
同时在片内RAM区域专门开辟了一个双功能地址范围，使用起来极其灵活。 这一功能无疑为用户提供了极大的便利。
乘法和除法指令也给编程带来了方便。 许多八位微控制器不具备乘法功能。 做乘法时，必须写子程序调用，非常不方便。
缺点
51单片机虽然是经典，但其缺点仍然很明显。 AD、EEPROM等功能需要扩展，增加了硬件和软件的负担。
I/O引脚虽然使用简单，但高电平时没有输出能力，这也是51系列单片机的最大弱点。 运行速度太慢，尤其是双数据指针。 如果能够改进的话，将会给编程带来很大的方便。 51保护较差，很容易烧坏芯片。
02
MSP430 微控制器
MSP430系列微控制器是1996年推出市场的16位超低功耗混合信号处理器，留给人们的最大亮点就是它的低功耗和高速度。 汇编语言使用非常灵活，寻址方法多，指令少，上手容易。 主要是因为它在一块芯片上集成了许多模拟电路、数字电路和微处理器，为实际应用需求提供了“单片”解决方案。 广泛应用于低功耗和超低功耗工业应用。
特征
MSP430单片机的快速发展和应用范围的不断扩大主要取决于以下特点。
强大的处理能力，采用精简指令集（RISC）结构，具有丰富的寻址方式（7种源操作数寻址、4种目的操作数寻址）、27条简洁的核心指令和大量的模拟指令； 大量的寄存器和片内数据存储器可以参与多种操作； 还有高效的查表处理指令； 处理速度快，8MHz晶振驱动时指令周期为125ns。 这些功能确保可以编译高效的源程序。
运行速度方面，8MHz晶振驱动可实现125ns的指令周期； 16位数据宽度、125ns指令周期和多功能硬件乘法器（可实现乘法和加法）相结合，可实现数字信号处理。 一些算法（如FFT等）。
在超低功耗方面，MSP430单片机因其独特的降低芯片的供电电压和灵活可控的工作时钟而具有超低功耗； 电源电压为1.8~3.6V电压，使其工作在1MHz时钟条件下，芯片电流约为200~400uA，时钟关闭模式下功耗最小仅为0.1uA。
缺点
上手可能不太容易，不适合初学者上手。 信息也比较少，所以只能去官网查找。
占用较大的指令空间。 因为是16位单片机，程序是用字来表示的，有的指令实际上占用了6个字节。 虽然程序表面上很简单，但是与pic单片机相比却占用了不少空间。
03
STM32微控制器
ST厂家推出的STM32系列单片机，业内的朋友都知道，这是一个性价比极高的系列单片机，应该是独一无二的，而且功能极其强大。 它基于ARM Cortex-M内核，专为需要高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用而设计。 它还拥有一流的外设：1μs双12位ADC、4 Mbit/s UART、18 Mbit/s SPI等，在功耗和集成度方面也有良好的表现。 当然，它的功耗略逊于MSP430，但这并不影响工程师们对它的热情。 它以其简单的结构、易于使用的工具以及强大的功能而在业界享有盛誉。
特征
STM32单片机的强大功能主要体现在：
核心：ARM32位Cortex-M3 CPU，最大工作频率72MHz，1.25DMIPS/MHz，单周期乘法和硬件除法。
存储器：片上集成32-512KB Flash存储器； 6-64KB SRAM 存储器。
时钟、复位和电源管理：2.0-3.6V电源和I/O接口驱动电压； POR、PDR 和可编程电压检测器 (PVD)； 4-16MHz晶振； 内嵌工厂调整的8MHz RC振荡电路，内部40kHz RC振荡电路； CPU时钟的PLL； 带 RTC 校准功能的 32kHz 晶体振荡器。
调试方式：串行调试（SWD）和JTAG接口； 多达 112 个快速 I/O 端口、多达 11 个定时器和多达 13 个通信接口。
04
TMS微控制器
这里我也提一下TMS系列的单片机，虽然它们不是主流。 TI推出的8位CMOS微控制器具有多种存储模式和多种外围接口模式，适用于复杂的实时控制场合。 虽然不如STM32，也不如MSP430那么华丽，但TMS370C系列微控制器通过集成各种芯片的先进外围功能模块和存储器配置，提供经济高效的实时系统控制。 它还使用高性能硅栅 CMOS EPROM 和 EEPROM 技术来实现。 低工作功耗的CMOS技术、宽工作温度范围、噪声抑制，加上高性能和丰富的片上外围功能，使得TMS370C系列微控制器在汽车电子、工业电机控制、计算机、通信和消费类应用中具有一定的应用。
05
PIC单片机
PIC单片机系列是美国Microchip公司（Microchip）的产品。 分为三个级别，即初级、中级、高级。 它是当前市场份额增长最快的微控制器之一。 CPU采用RISC结构，分别具有33和35个微控制器。 ，58条指令，这是一个简化的指令集。
同时采用哈佛双总线结构，运行速度快。 它可以实现程序存储器访问和数据存储器访问的并行处理。 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，二是从动程序。 内存取下一条指令，这样每条指令只需要一个周期，这也是效率高的原因之一。
特征
PIC单片机之所以成为非常流行的单片机，是由于以下特点：
具有工作电压低、功耗低、驱动能力强的特点。 PIC系列单片机的I/O口是双向的，其输出电路是CMOS互补推挽输出电路。 I/O引脚增加了一个方向寄存器，用于设置输入或输出状态，从而解决了51系列I/O引脚的问题。 高电平时，既是输入状态又是输出状态。
设置为1时，为输入状态，无论该引脚为高电平还是低电平，对外界都处于高阻状态； 设置为0时，为输出状态，无论该引脚处于什么电平，都处于低阻状态。 ，具有相当的驱动能力，低电平灌电流可达25mA，高电平输出电流可达20mA。 这是比51系列的一大优势。
可直接驱动数码管显示，外围电路简单。 其A/D为10位，可以满足精度要求。 具有在线调试和编程（ISP）功能。
缺点
其特殊用途寄存器（SFR）并不像51系列那样集中在固定的地址范围（80~FFH），而是分散在4个地址范围。 4个存储体中同时出现的只有5个特殊寄存器PCL、STATUS、FSR、PCLATH和INTCON。 然而，在编程过程中，不可避免地要与特殊寄存器打交道，必须反复选择相应的存储体，即状态寄存器STATUS。 位 6 (RP1) 和位 5 (RP0) 被置位或清除。
数据传输和逻辑运算基本上都要通过工作寄存器W（相当于51系列的累加器A）进行，51系列还可以通过寄存器直接相互传输，所以PIC的瓶颈现象单片机比51系列更大。 情况更严重了。 编程的朋友对此应该深有体会。
06
AVR单片机
AVR微控制器是Atmel推出的一款相对较新的微控制器。 其显着特点是高性能、高速度、低功耗。 它取消了机器周期，采用时钟周期作为指令周期，实现了流水线操作。 AVR单片机指令以字为单位，大多数指令都是单周期指令。 在一个周期内，可以执行该指令功能，同时完成下一条指令的读取。 通常时钟频率为4~8MHz，因此最短指令执行时间为250~125ns。
特征
AVR单片机最近成为比较流行的单片机。 其主要特点是：
AVR系列没有类似累加器A的结构，主要通过R16~R31寄存器实现A的功能。 在AVR中，没有像51系列那样的数据指针DPTR，而是由三个16位寄存器完成：数据指针的功能（相当于三组DPTR），并且还可以进行后置递增或者先置递增减量运算。 在51系列中，所有逻辑运算都必须在A中进行； 但是AVR可以在任意两个寄存器之间执行，省去了A中来回的折腾。这些都比51系列好。
AVR的特殊寄存器集中在地址范围00~3F。 不需要像PIC那样经历选择存储体的过程，而且使用起来比PIC更方便。 AVR片上RAM的地址范围为0~00DF（AT90S2313）和0060~025F（AT90S8515、AT90S8535）。 它们占据数据空间的地址。 这些片上RAM仅用于存储数据，通常不具有通用寄存器功能。 当程序复杂时，通用寄存器R0~R31不够用； 而51系列的通用寄存器多达128个（是AVR的4倍），所以编程时不会有这样的感觉。
AVR 的 I/O 引脚与 PIC 类似。 它还具有用于控制输入或输出的方向寄存器。 输出状态下，高电平输出电流约为10mA，低电平灌电流为20mA。 虽然这个不如PIC，但还是比51系列好。
缺点
没有位操作，以字节形式对相关寄存器位进行控制和判断。 C语言和51 C语言在写法上有很大差异，这让刚开始学习51单片机的朋友很不适应。
共有32个通用寄存器（R0~R31）。 前16个寄存器（R0~R15）不能直接处理立即数，因此通用性降低。 51系列中，其所有通用寄存器（地址00~7FH）都可以直接处理立即数，这显然比前者要好。
07
飞思卡尔微控制器
主要针对S08、S12等微控制器。 当然，飞思卡尔微控制器远非如此。 飞思卡尔系列微控制器采用哈佛结构和流水线指令结构，在很多领域具有低成本、高性能的特点。 其架构节省了大量产品开发时间。 此外，飞思卡尔还提供多种集成模块和总线接口，可以更灵活地在不同系统中发挥作用。
特征
飞思卡尔微控制器的独特功能如下：
全系列：从低端到高端，从8位到32位，QE128引脚兼容8位/32位，可直接从8位移植到32位，弥补了8/32位单片机行业的不足。 兼容性架构中缺失的环节。
多个系统时钟模块：三个模块，七种工作模式。 多种时钟源输入选项。 不同的MCU有不同的时钟产生机制，可以是RC振荡器、外部时钟或晶振，也可以是内部时钟。 大多数CPU同时具有以上三个模块； 它们可以运行在FEI、FEE上，有七种工作模式：FBI、FBILP、FBE、FBELP和STOP。
各种通信模块接口：飞思卡尔微控制器内部几乎集成了各种通信接口模块：包括串行通信接口模块SCI、多主I2C总线模块、串行外设接口模块SPI、MSCAN08控制器模块、通用串行总线模块（USB/PS2）。
可选模块较多：LCD驱动模块、温度传感器、超高频发送模块、同步处理器模块，带同步处理器的MCU还具有屏幕显示模块OSD，少数MCU具有振铃检测模块RING和双音多频/音调发生器 DMG 模块。
可靠性高、抗干扰性强、多种引脚数和封装选择。
低功耗。 也许飞思卡尔系列微控制器的功耗没有MSP430低，但它具有完全静态的“等待”和“停止”模式，从整体上降低您的功耗！ 最近推出的几款超低功耗功耗已经可以与MSP430相媲美。
08
STC单片机
说起STC单片机，有人会说，STC能算主流吗？ 基于它是国内比较好的单片机。 STC 是单时钟/机器周期微控制器。 说白了，STC单片机就是51和AVR的结合体。 有人说AVR是51的替代单片机。但是AVR单片机在位控制和C语言编写上都有很大的区别。
STC单片机结合了51和AVR的优点。 虽然功能没有AVR强大，但是AVR中能找到的功能在STC上基本都有。 同时，STC单片机具有51内核，这给基于51单片机的工程师提供了极大的便利，节省了学习AVR的时间，同时又不失去AVR的各种功能。
STC单片机是新一代8051单片机，具有高速、低功耗、超强抗干扰性。 指令代码与传统8051完全兼容，但速度快8~12倍。 它集成了MAX810专用复位电路。 4通道PWM、8通道高速10位A、D转换，适用于供应商控制电机和强干扰场合，成为继51单片机之后的新系列单片机。
特征
串口下载、烧录程序，方便易用。 它有很多学习资料和视频。 它还具有宽电压：5.5~3.8V、2.4~3.8V，低功耗设计：空闲模式、掉电模式（可通过外部中断唤醒控制）。
STC单片机具有应用内编程，调试更方便； 具有10位AD和内部EEPROM，可以以1T/机器周期工作。 速度是传统51单片机的8～12倍，价格也便宜。
4通道捕获/比较单元，STC12C2052AD系列为2通道，还可用于实现4个定时器或4个外部中断、2个硬件16位定时器，并且与普通8051定时器兼容。 4通道PCA还可以实现另外4个定时器。 具有硬件看门狗、高速SPI通信口、全双工异步串口，兼容普通8051串口。 它还具有先进的指令集结构，与普通8051指令兼容。 放。 （购买电子元件请到未央商城）
