单片机常识——结构和相关公司

概述

绝大多数现在的单片机都是基于冯·诺伊曼结构的，这种结构清楚地定义了嵌入式系统所必需的四个基本部分：一个中央处理器核心，程序存储器(只读存储器或者闪存)、数据存储器(随机存储器)、一个或者更多的定时/计时器，还有用来与外围设备以及扩展资源进行通信的输入/输出端口——所有这些都被集成在单个集成电路芯片上。

说单片机与通用型中央处理单元芯片不同，是因为前者一般很容易配合最小型的外部支持芯片制成工作计算机。这样就可以很容易的把单片机系统植入装置内部来控制装置了。近年来为了在指令和数据上使用不同的字宽，并提高处理器流水线速度，哈佛结构在微控制器(Microcontrollers)和数字信号处理器(Digital Signal Processor, DSP)也逐渐得到了广泛的应用。

传统的微处理器是不允许这么做的。它要完成单片机的工作，就必须连接一些其他芯片。比如说，因为芯片上没有数据存储器，就必须要添加一些RAM的存储芯片，虽然所添加存储器的容量很灵活，但是至少还是要添加。另外还需要添加很多连线来传递芯片之间的数据。与以上的情况相比，单片机的工作则相对独立，一个典型的微控制器只需要一个时钟发生器和很少的RAM和ROM(或者EPROM, E2PROM)就可以在软件和晶振下工作了。同时，微控制器具有丰富的输入输出设备，例如模拟数字转换器(Analog-to-Digital Converter, ADC)，定时器，串口，以及其他串行通讯接口，比如I2C，SPI(串行周边接口)，CAN(控制器局域网)等。通常，这些集成在内部的设备可以通过特殊的指令来操作。

单片机时钟频率通常较同时代的计算机芯片低，但它价格低廉，能够提供充足的程序存储器、丰富的片上接口。某些架构的单片机生产厂商众多，例如8051系列、Z80系列。一些现代的微控制器支持一些内建的高级编程语言，比如BASIC语言、C语言、C++等。

单片机的位元数

根据总线或资料暂存器的宽度，单片机又分为4位元、8位元、16位元和32位元单片机。4位单片机多用于冰箱、洗衣机、微波炉等家电控制中;8位、16位单片机主要用于一般的控制领域，一般不使用操作系统;32位用于网络操作、多媒体处理等复杂处理的场合，一般要使用嵌入式操作系统。

常见的单片机

微芯公司的PIC系列出货量居于业界领导者地位;Atmel的51系列及AVR系列种类众多，受支持面广;德州仪器的MSP430系列以低功耗闻名，常用于医疗电子产品及仪器仪表中;瑞萨单片机在日本使用广泛。

ARM 系列单片机

AVR系列(爱特梅尔公司)

Atmel AT91 series (ARM 处理器等)

AT90 series – AVR (Atmel 的高性能RISC 8位单片机，老产品)

ATmega series – AVR (Atmel 的高性能RISC 8 位单片机，新产品)

ATXmega series – AVR (Atmel 的高性能RISC 32 位单片机，新产品)

Atmel AT89 series (Intel 8051/MCS51 架构8位单片机)

MARC4

Cypress MicroSystems(赛普拉斯微系统公司)

CY8C2xxxx (PSoC)

Freescale Semiconductor(飞思卡尔半导体)

8-bit

68HC05 (CPU05)

68HC08 (CPU08)

68HC11 (CPU11)

16-bit

68HC12 (CPU12)

68HC16 (CPU16)

Freescale DSP56800 (DSPcontroller)

32-bit

Freescale 683XX (CPU32)

MPC500

MPC 860 (PowerQUICC)

MPC 8240/8250 (PowerQUICC II)

MPC 8540/8555/8560 (PowerQUICC III)

Holtek(盛群半导体)

HT48FXX Flash I/O type

HT48RXX I/O type

HT46RXX A/D type

HT49RXX LCD type

Intel(英特尔)

8-bit

8XC42

MCS48

MCS51 : Intel 8051系列历史悠久，相容产品众多，使用广泛

8xC251

16-bit

MCS96系列

MXS296

32-bit

i960

Microchip(微芯公司)的PIC微控制器系列

8-bit : PIC10 PIC12 PIC16 PIC18

16-bit : PIC24F PIC24H dsPIC30 dsPIC33

32bit : PIC32 (采用MIPS M4K 核心架构)

National Semiconductor(美国国家半导体)

COP8

CR16

NEC

78K

NXP Semiconductors(恩智浦半导体，由飞利浦以 Philips Semiconductors 为班底新成立)

LPC2000

LPC900

LPC700

Parallax, Inc.

BASIC Stamp

Renesas 瑞萨科技系列单片机

Renesas 16-bits

Renesas M16C Series

Renesas M32C Series

Renesas R8C Series

Renesas M16C/Tiny Series

Renesas R8C/Tiny Series

Renesas H8/Tiny Series

STMicroelectronics(意法半导体)

STM32 series (ARM Cortex-M3 系列，32位)

STM8 series (自主RISC指令集，8 位)

SyncMOS 新茂国际科技全系列单片机

SM59RXXA2 8-bits 1T(RISC)

SM59DXXG2 8-bits 6T(ISP)

SM59XX 8-bits 12T(ISP)

SM89XX 8-bits 12T(Traditional 8051)

SM79XX 8-bits 12T(Customization)

PADAUK应广科技全系列单片机(多核心单片机)

P201CS/CD 8-bits

P211CS/CD 8-bits

p232CS/C