51单片机是对所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel的8004单片机,后来随着Flash ROM技术的发展,8004单片机取得了长足的进展,成为应用最广泛的8位单片机之一,其代表型号是Atmel公司的AT89系列,它广泛应用于工业测控系统之中。很多公司都有51系列的兼容机型推出,今后很长的一段时间内将占有大量市场。51单片机是基础入门的一个单片机,还是应用最广泛的一种。需要注意的是51系列的单片机一般不具备自编程能力。
51单片机的种类的种类非常多,主要有:
1、Intel(英特尔)的80C31、80C51、87C51,80C32、80C52、87C52等;
2、Atmel(艾德梅尔)的AT89C51、AT89C52、AT89C2051,AT89S51(RC),AT89S52(RC)等;
3、Philips(飞利浦)的P8XC51系列、Winbond(华邦)的W77/78系列、Dallas(拉达斯)、Siemens(西门子)等公司的许多产品;
4、STC(宏晶、国产)的STC89C51、STC89C52、STC89C516、STC90C516等众多品牌。
国产51单片机的发展,有3个最明显的特点:
1、快速化:即克服了51单片机内核固有的12分频缺点,提高了主频,远远超出了之前的1MHz频率。
2、大容量化:即大大增加了容量,从最早的128B内存向外扩展,目前最大的数据存储器有64KB,而程序存储器也扩展到了64KB。
3、集成化:即大大提高了51单片机的片上外设,早期的51单片机算得上外设的,可能只有两个定时计数器,两个串口,两个中断。而现在的增强型51单片机的外设真可谓琳琅满目,如SPI,I2C,ADC等等,都已经作为了标配。
增强型的51单片机目前在各行各业的优势有以下几点:
1、开发简单,开发成本低;
2、应付一些简单需求足以;
3、性能大大增加,价格大大降低;
因此,目前为止,51单片机这一种8位机还是会且长期会在某些领域被广泛应用,比如开关电源,充电器,电动玩具,个别消费类电子产品等。
为什么要学51单片机?
51内核单片机相对于其他内核单片机来说比较简单,容易上手,各种资料也相对丰富。
从大的方向来说,初学者对一种MCU掌握得比较透彻,再学其他型号、其他厂商的MCU,相对来说,上手都要容易的多。
一、Atmel(爱特梅尔)公司的AVR单片机
AVR单片机是RISC的,哈佛结构的总线,有118条指令。51单片机是CISC的,冯诺依曼结构的总线,有111条指令。AVR单片机显著的特点为高性能、高速度、低功耗。它取消机器周期,以时钟周期为指令周期,实行流水作业。AVR单片机指令以字为单位,且大部分指令都为单周期指令。而单周期既可执行本指令功能,同时完成下一条指令的读取。
二、MicroChip(微芯)公司的PIC单片机
PIC单片机CPU采用RISC结构,分别有33、35、58条指令,视单片机的级别而定,属精简指令集。PIC最大的特点是不搞单纯的功能堆积,而是从实际出发,重视产品的性能与价格比,靠发展多种型号来满足不同层次的应用要求。
三、ST(意法半导体)公司的STM32单片机
STM32系列专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用设计的ARM Cortex®-M0,M0+,M3, M4和M7内核。按内核架构分为不同产品:主流产品(STM32F0、STM32F1、STM32F3)、超低功耗产品(STM32L0、STM32L1、STM32L4、STM32L4+)、高性能产品(STM32F2、STM32F4、STM32F7、STM32H7)。
四、TI(德州仪器)公司的MSP430系列单片机
MSP430系列单片机是美国德州仪器(TI)1996年开始推向市场的一种16位超低功耗、具有精简指令集(RISC)的混合信号处理器(Mixed Signal Processor)。
MSP430单片机称之为混合信号处理器,是由于其针对实际应用需求,将多个不同功能的模拟电路、数字电路模块和微处理器集成在一个芯片上,以提供“单片机”解决方案。该系列单片机多应用于需要电池供电的便携式仪器仪表中。
五、NXP(恩智浦)公司的Freescale系列单片机
飞思卡尔单片机产品的技术最早起源于1974年的8位处理器MC6800和后来的MC6801。其使用HCMOS工艺,功耗高。世界上最早出现的CMOS单片机是MC146805,后来出现了高速CMOS工艺的MC68HC05单片机,产量突破了20亿片,是历史上产量最高的单片机。
Freescale系列单片机采用哈佛结构和流水线指令结构,在许多领域内都表现出低成本,高性能的的特点,它的体系结构为产品的开发节省了大量时间。此外Freescale提供多种集成模块和总线接口,可以在不同的系统中更灵活的发挥作用。
本页面给出Intel公司的MCS-51系列单片机及常用的宏晶公司STC89C51/2RC单片机、STC12C5A60S2单片机数据手册。
一、Intel公司的MCS-51系列单片机
Intel公司面向控制的MCS-51系列8比特微信计算机数据手册。全球所有51单片机,都使用Intel公司的MCS-51内核。
二、宏晶公司的STC89C51/52/54/58/516系列单片机
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三、宏晶公司的STC12C5A60S2系列单片机