51单片机,STM32单片机,PIC单片机性能对比.pdf

51单片机，STM32单片机，PIC单片机性能对比5单片机应用最广泛的8位单片机当然也是初学者们最容易上手学习的单片机，最早由In推出，由于其典型的结构和完善的总线专用寄存器的集中管理，众多的逻 辑位操作功能及面向控制的丰富的指令系统，堪称为一代“经典 J 为以后的其 它单片机的发展奠定了基础。51单片机之所以成为经典，成为易上手的单片机主要有以下特点：特性：1从内部的硬件到软件有一套完整的按位操作系统，称作位处理器，处 理对象不是字或字节而是位。不但能对片内某些特殊功能寄存器的某位进行处 理，如传送、置位、清零、测试等，还能进行位的逻辑运算，其功能十分完备，使用起来得心应手。2.同时在片内RAM区间还特别开辟了一个双重功能的地 址区间，使用极为灵活，这一功能无疑给使用者提供了极大的方便，3.乘法和 除法指令，这给编程也带来了便利。很多的八位单片机都不具备乘法功能，作 乘法时还得编上一段子程序调用，十分不便。缺点：（虽然是经典但是缺点还是很明显的）1.AD.EEPROM等功能需要靠扩展,增加了硬件和软件负担2虽然I/O脚使用简单，但高电平时无输出能力，这也 是51系列单片机的最大软肋3.运行速度过慢，待别是双数据指针，如能改进 能给编程带来很大的便利4.51保护能力很差，很容易烧坏芯片应用范围：目前在教学场合和对性能要求不高的场合大量被采用使用最多的器件：8051.8OC51MSIM30单片机MSP430系列单片机是德州仪器1996年开始推向市场的一种16位超低功耗的 混合信号处理器，给人们留下的最大的亮点是低功耗而且速度快，汇编语言用 起来很灵活，寻址方式很多，指令很少，容易上手。主要是由于其针对实际应 用需求，把许多模拟电路、数字电路利微处理器集成在一个芯片上，以提供“单 片”解决方案。其迅速发展和应用范围的不断扩大，主要取决于以下的特点特性：1强大的处理能力，釆用了精简指令集（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）、简洁的27条内核指令以及大 量的模拟指令;大量的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算;还有高效 的查表处理指令;有较高的处理速度，在8MHz晶体驱动下指令周期为125ns。这些特点保证了可编制出高效率的源程序2.在运算速度方面，能在8MHz晶 体的驱动下，实现125ns的指令周期。16位的数据宽度、125ns的指令周 期以及多功能的硬件乘法器（能实现乘加）相配合，能实现数字信号处理的某些 算法（如FFT等）3.超低功耗方面,MSP430单片机Z所以有超低的功耗，是因 为其在降低芯片的电源电压及灵活而可控的运行时钟方面都有其独到Z处。电 源电压采用的是1.83.6V电压。因而可使其在1MHz的吋钟条件下运行时，芯片的电流会在200400uA左右，时钟关断模式的最低功耗只有O.luA缺点：1个人感觉不容易上手，不适合初学者入门，资料也比较少，只能跑官 网去找2占的指令空间较大，因为是16位单片机，程序以字为单位，有的指 令竟然占6个字节。虽然程序表面上简洁，但与pic单片机比较空间占用很大 应用范围：在低功耗及超低功耗的工业场合应用的比较多使用最多的器件：MSP430F系列、MSP430G2系列、MSP430L09系列TMS单片机这里也提下TMS系列单片机，虽不算主流。由T1推出的8位CMOS单片 机，具有多种存储模式、多种外阖接口模式，适用于复杂的实时控制场合。虽 然没STM32那么优秀，也没MSP430那么张扬，但是TMS370C系列单片机提 供了通过整合先进的外圉功能模块及各种芯片的内存配置，具有高性价比的实 时系统控制。同时采用高性能硅栅CMOS EPROM和EEPROM技术实现。低工 作功耗CMOS技术，宽工作温度范圉，噪声抑制，再加上高性能和丰富的片上 外设功能，使TMS370C系列单片机在汽车电子，工业电机控制，电脑，通信和 消费类具有一定的应用。STM32单片机由ST厂商推出的STM32系列单片机，行业的朋友都知道，这是-款性价比超 高的系列单片机，应该没有功能及其强大。其基于专为要求高性能、低 成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M内核，同时具有一流的 外设：Ips的双12位ADC,4兆位/秒的UART,18兆位/秒的SPI等等，在功 耗和集成度方面也有不俗的表现，当然和MSP430的功耗比起来是稍微逊色的 一些，但这并不影响工程师们对它的热捧程度，由于其简单的结构和易用的工 具再配合其强大的功能在行业中赫赫有名其强大的功能主要表现在：特性：1.内核:ARM32位Cortex-M3CPU,最高工作频率72MHz,1.25DMIPS/MHz,单周期乘法和硬件除法2.存储器：片上集成32-512KB的Flash存储器。6-64KB的SRAM存储器3.时钟、复位和电源管理：2.0-3.6V的电源供电和I/O接口的 驱动电压。POR、PDR和可编程的电压探测器(PVD)o 4-16MHz的晶振。内嵌岀厂前调校的8MHz RC振荡电路。内部40kHz的RC振荡电路。用于CPU时 钟的PLL。带校准用于RTC的32kHz的晶振4、调试模式：串行调试(SWD)利JTAG接口。最多高达112个的快速I/O端口、最多多达11个定时器、最多多 达13个通信接口使用最多的器件:STM32F103系列、STM32L1系列、STM32W系列。PIC单片机PIC单片机系列是美国微芯公(Microship)的产品，共分三个级别，即基本级、中级、高级，是当前市场份额增长最快的单片机乙一,CPU采用RISC结构，分别有33、35.58条指令，属精简指令集，同时釆用Harvard双总线结构，运 行速度快，它能使程序存储器的访问和数据存储器的访问并行处理，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，二是从程序存储 器取出下条指令，这样总的看来每条指令只需一个周期，这也是高效率运行的原因之-，此外PIC单片机Z所以成为一时非常热的单片机不外乎以下特点：特点：1具有低工作电压、低功耗、驱动能力强等特点。P1C系列单片机的I/O口是双向的，其输出电路为CMOS互补推挽输出电路。I/O脚增加了用于设置 输入或输出状态的方向寄存器，从而解决了51系列1/0脚为高电平时同为输入 和输出的状态。2.当置位1时为输入状态，且不管该脚呈高电平或低电平，对 外均呈高阻状态;置位0时为输出状态，不管该脚为何种电平，均呈低阻状态，有相当的驱动能力，低电平吸入电流达25mA,高电平输出电流可达20mAo相 对于51系列而言，这是一个很大的优点3.它可以直接驱动数码管显示且外电 路简单。它的A/D为10位，能满足精度要求。具有在线调试及编程(ISP)功能。不足之处：其专用寄存器(SFR)并不像51系列那样都集屮在个固定的地址区 间内(80FFH),而是分散在四个地址区间内。只有5个专用寄存器PCL、STATUS.FSR.PCLATH、INTCON在4个存储体内同时出现，但是在编程过程屮，少不了要与专用寄存器打交道，得反复地选择对应的存储体，也即对状 态寄存器STATUS的第6位(RP1)和第5位(RP0)置位或清零。数据的传送和逻 辑运算基本上都得通过工作寄存器W(相当于51系列的累加器A)来进行，而51系列的还可以通过寄存器相互Z间直接传送，因而PIC单片机的瓶颈现象比51系列还要严重，这在编程中的朋友应该深有体会