MCU基本技术原理及应用方案集锦

最大的有Philipe公司，它着力发展了 单片机的控制功能和外围单元；Atmel公司，它在单片机内部植入了Flash ROM，使得单片机应用变得更灵活，在我国拥有大量的用户；ADI公司，它推出的AduC8 xx系列单片机，在单片机向SOC发展的模/数混合集成电路发展过程中扮演了很重要的角色；Cygnai公司，它采用一种全新的流水线设计思路，使单片机 的运算速度得到了极大的提高，在向SOC发展的过程中迈出了一大步。

　　目前8051系列单片机各生产厂商的主流产品有几十个系列，几百个品种。尽管其各具特色，名称各异，但作为集CPU、RAM、ROM（或EPROM）、 I/O接口、定时器/计数器、中断系统为一体的单片机，其原理大同小异。现以Intel公司的系列产品为例，说明其各系列之间的区别。

　　Intel公司从其生产单片机开始，发展到现在，大体上可分为3大系列： MCS-48系列、MCS-51系列、MCS-96系列。该3大系列的性能简介见表1。

　　表1 Intel单片机系列性能简介

　　这里，我们仅对MCS-51系列作一简要介绍。MCS-51系列单片机虽已有10多种产品，但可分为两大系列：MCS-51子系列与MCS-52子 系列。 MCS-51子系列中主要有8031、8051、8751 三种类型。而MCS-52子系列也有3种类型8032、8052、8752。各子系列配置见表1.2所示。

　　表1.2中列出了MCS-51系列单片机的两个子系列，在4个性能上略有差异。 由此可见，在本子系列内各类芯片的主要区别在于片内有无ROM或EPROM；MCS-51与MCS-52子系列间所不同的是片内程序存储器ROM从4 KB增至8 KB；片内数据存储器由128个字节增至256个字节；定时器/计数器增加了一个；中断源增加了1～2个。另外，对于制造工艺为CHMOS的单片机，由于采用 CMOS技术制造，因此具有低功耗的特点，如8051功耗约为630 mW，而80C51的功耗只有120 mW。

　　2．其它单片机

　　当很多公司在改造MCS-51系列单片机的同时，世界上一些有影响力的大公司也在开发自己的单片机，比如Motorola、TI、Microchip、OKI、Epson等。这些单片机的指令系统和内部结构都和MCS-51系列单片机不同，功能也各有千秋。

　　（1）Motorola的单片机

　　Motorola是世界上最早开发单片机的著名厂商，是目前全球最大的8位单片机生产商。现在已经拥有8位、16位和32位约十几个系列的单片机，这其中 8位机主要有68HC05、68HC08和68HC11等3个系列；16位机主要有HCS12、68HC12、DSP56800和68HC16等4个系 列；32位机主要有Coldfire的MC683xx、MCORE、MPC500和MCF5 xxx等系列。Motorola单片机的功能一般都很强，进入我国的时间也很早，在单片机应用领域有很高的威望，但由于其开发工具价格较高，影响了普及率。

　　（2）Microchip公司的PIC单片机

　　Microchip公司是当今世界上第二大8位单片机生产商，Microchip单片机在我国也有比较多的用户，近几年随着Microchip不断推出颇 具特色的各型单片机，Microchip已越来越受到业界的广泛关注。目前，市面上比较常见的单片机主要有以下3个系 列：PIC12C5xxx/16C5x系列，这两个系列的单片机是PIC单片机中的低端产品，其中PIC16C5x系列是最早在市场上得到发展的系列，因其价格较低，且有较完善的开发手段，因此在国内应用最为广泛；而PIC12C5xx是世界上第一个8脚低价位单片机，可用于一些对单片机体积要求较高的简 单智能控制领域，前景十分广阔。PIC12C6xx/ PIC16Cxxx系列是PIC中档产品，是Microchip近年来重点发展的系列产品，品种最为丰富，其性能比低档产品有所提高，指令周期可达到 200ns，增加了中断功能、带A/D、内部E2PROM数据存储器、双时钟工作、比较输出、捕捉输入、PWM输出、I2C和SPI接口、异步串行通信 （USART）、模拟电压比较器及LCD驱动等，其封装从8脚到68脚，可用于高、中、低档的电子产品设计中，适合于高级复杂系统的开发，其性能在中档位单片机的基础上增加了硬件乘法器，指令周期可达成160ns，它是目前世界上8位单片机中性价比最高的机种之一，可用于高、中档产品的开发，如马达控制、音调合成。

　　（3）TI（Texas Instruments）公司的MSP430单片机

TI公司是闻名全球的DSP制造商，但其前几年才推出的MSP430系列16位单片机同样在业界掀起不小的波澜。MSP430系列单片机最突出的特点是低电压供电和超低功耗，非常适合应用于采用电池长时间工作的场合。电压范围为1.8~3.6V；在1MHZ2.2V下，活动模式功耗为225μA，待机模式 功耗为0.8μA、掉电模式功耗为0.1μA。在这个系列中有很多个型号，它们是由一些基本功能模块按照不同的应用目标组合而成的。MSP430系列单片 机