如今的微控制器种类繁多，从20 世纪80 年代的4 位和8 位微控制器到当今的各种高速微控制器，让开发人员应接不暇。
不同的制造商有不同的速度、内存和功能。与此同时，不少搭载Atmel、TI、ST、MicroChip、ARM等代表性微控制器的厂商也不断出现。另外值得注意的是国内厂商的STC微控制器。
下面您将看到51、MSP430、STM32、TMS、PIC、AVR 和STC 微控制器的优缺点和功能实现的比较。
01
51微控制器
使用最广泛的8位微控制器由于其典型的结构和总线专用寄存器的完全集中管理、众多的逻辑位操作函数和丰富的控制而易于学习，即使对于初学者来说也是如此。该指令系统堪称一代“经典”，为以后其他单片机的发展奠定了基础。目前广泛应用于教育场合以及性能要求不是很高的场合。
特征
51单片机成为经典且易于使用的单片机的主要原因是：
从内部硬件到软件，都有一套完整的按位操作系统，称为按位处理器。它对位进行操作，而不是对字或字节进行操作。它可以处理芯片上一些特殊功能寄存器中的特定位，如发送、置位、清除、测试等，以及进行位逻辑运算。它的功能非常齐全并且易于使用。
同时在片内RAM区域专门开辟了一个双功能地址范围，这个功能可以非常灵活的使用，给用户带来了很大的方便。
乘法和除法指令对于编程也很有用。很多8位单片机不具备乘法功能，但要做乘法就必须调用子程序，非常不方便。
有缺点
51 尽管微控制器很经典，但对AD 和EEPROM 等扩展功能的需求增加了硬件和软件的负担。
I/O 引脚使用方便，但高电平时无输出功能。这也是51系列单片机的最大弱点。如果执行速度太慢，特别是双数据指针可以改进，会给编程带来很大的方便。 51保护不好，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。留给人们最大的亮点就是它的低功耗和高速度。汇编语言使用起来非常灵活。解决方法有很多，步骤很少，而且很容易上手。其主要原因在于它将许多模拟电路、数字电路和微处理器集成到单个芯片上，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拓宽主要依靠以下特点：
采用精简指令集（RISC）架构的强大处理能力，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，以及大量的模拟指令。寄存器和片内数据存储器可参与多种操作，还有高效的查表处理指令，处理速度高，8MHz晶振驱动时指令周期为125ns。这些功能可确保您编译出高效的源程序。
运行速度方面，可实现8MHz晶振驱动的125ns指令周期，可实现16位数据宽度、125ns指令周期与多功能硬件乘法器（可实现乘法和加法）信号的结合。一些算法（例如FFT）。
在超低功耗方面，MSP430单片机之所以具有超低功耗，是因为它降低了芯片的供电电压，并具有灵活可控的工作时钟，供电电压为1.83.6V。这是因为我在这里。因此，现在可以工作在1MHz时钟条件下，芯片电流约为200-400uA，时钟关闭模式下的最小功耗仅为0.1uA。
有缺点
可能上手比较困难，而且资料也比较少，所以只能去官网上找。
由于是16位微机，指令空间较大，而且程序是基于字的，因此有些指令最多可以占用6个字节。如图所示的微控制器。
03
STM32微控制器
ST厂商发布的STM32系列被业内人士称为性价比极高的微控制器系列，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，具有1s 双12 位ADC、4 Mbit/s UART、18 Mbit一流的外设，例如： /s SPI等在功耗和密度方面也更胜一筹。当然，MSP430的功耗稍显逊色，但众所周知，这并不影响工程师的热情。其简单的结构、易于使用的工具以及强大的功能使其在业界赢得了很高的声誉。
特征
STM32微控制器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 至3.6 V 电源和I/O 接口驱动电压、4 至16 MHz 工厂调整的内部8 MHz RC 振荡器电路。 32kHz晶体振荡器，带kHz RC振荡电路，CPU时钟PLL，RTC校准。
调试模式：串行调试（SWD）和JTAG接口，最多112个高速I/O端口，最多11个定时器，最多13个通信接口。
04
TMS微控制器
虽然不是主流，但这里我们也会提到TMS系列单片机。 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，适合复杂的实时控制场合。 TMS370C 系列微控制器不如STM32 或MSP430 那样华丽，但它们通过集成来自各种芯片的先进外设模块和存储器配置来提供经济高效的实时系统控制。它还采用高性能硅栅CMOS EPROM 和EEPROM 技术来实现。 TMS370C 系列微控制器的低工作功耗、CMOS 技术、宽工作温度范围、噪声抑制、高性能以及丰富的片上外设使其非常适合为汽车电子、工业电机控制、计算机、通信和消费类应用提供。具体应用。
05
PIC微机
PIC单片机系列是美国Microchip公司的产品，分为初级、中级、高级三个级别，是目前市场份额增长较快的单片机之一。 RISC结构。它们具有简化的指令集，分别包含33 和35 个微控制器、58 条指令。
同时，它采用了高速哈佛双总线结构，这种指令流水线结构使得程序存储器访问和数据存储器访问两部分可以在一个周期内完成。另一种选择是使该程序成为从属程序。当存储器获取下一条指令时，每条指令仅需要一个周期。这也是其效率高的原因之一。
特征
PIC 微控制器由于以下特点而变得非常流行：
具有工作电压低、功耗低、驱动能力强等特点。 PIC系列单片机的输入/输出端口是双向的，输出电路是CMOS互补推挽输出电路。通过在输入/输出端添加方向寄存器来设置输入或输出状态，可以解决该问题解决了。 51系列I/O引脚。当为高电平时，既处于输入状态又处于输出状态。
将其设置为1 会将其置于输入状态，这会将其置于高阻抗状态，无论引脚电平如何。将其设置为0 会将其置于输出状态并且与引脚电平无关。处于低阻抗状态，具有相当的驱动能力，低电平灌电流达到25mA，高电平输出电流达到20mA。这与51系列相比是一个很大的优势。
可直接驱动数码管显示，外围电路简单。 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。
有缺点
特殊用途寄存器(SFR) 并不像51 系列那样集中在固定地址范围（80 至FFH），而是分布在四个地址范围内。虽然只有五个特殊寄存器同时出现在所有四个存储体中：PCL、STATUS、FSR、PCLATH 和INTCON，但在编程过程中必须操作它们并重复选择相应的存储器。该组的位6 (RP1) 和位5 (RP0)（状态寄存器STATUS）被设置或清除。
数据传输和逻辑运算基本需要通过工作寄存器W（对应51系列的累加器A）进行，51系列也可以直接通过寄存器传输数据，不会出现PIC瓶颈现象。该单片机比51系列更好。如果你有从事编程的朋友，这个问题就更严重了。
06
AVR单片机
AVR单片机是Atmel公司推出的一款较新的单片机，其显着特点是高性能、高速度、低功耗。取消机器周期，使用时钟周期作为指令周期，并实现流水线行为。 AVR微控制器指令是基于字的，并且大多数指令是单周期指令。一个周期可以执行该指令的功能，同时完成下一条指令的读取。时钟频率通常为4-8MHz，因此最短指令执行时间为250-125ns。
特征
如今，AVR 微控制器已成为相对流行的微控制器。其主要特点是：
AVR系列没有像累加器A那样的结构。 A的功能主要通过寄存器R16至R31来实现。 AVR没有像51系列那样有数据指针DPTR，而是由三个16位寄存器完成。 还可以执行数据指针功能（相当于3组DPTR）、后递增或先递增。在51系列中，所有逻辑运算都必须在A上进行，但AVR可以在两个寄存器之间进行，从而无需来回交换A。这些都比51系列好。
AVR的特殊寄存器集中在地址范围00-3F。它比PIC更方便，因为不需要像PIC一样选择存储体。 AVR 的片上RAM 地址范围为0 至00DF（AT90S2313）和0060 至025F（AT90S8515、AT90S8535）。这些片上RAM仅用于存储数据，通常不使用。配备通用寄存器功能。对于复杂的程序，通用寄存器R0到R31可能不够，但51系列有128个通用寄存器（是AVR的4倍），所以你不必担心这一点。
AVR 的I/O 引脚与PIC 类似，也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，低电平灌电流约为10mA。 20毫安。不如PIC，但比51系列好。
有缺点
没有位操作，寄存器中的相应位以字节格式控制和确定。 C和51 C的写法有很大的区别，这让我这个刚开始学习51单片机的朋友很不适应。
通用寄存器共有32个（R0R31），前16个寄存器（R0R15）不能直接处理立即数，通用性较低。 51系列中，所有通用寄存器（地址00到7FH）都可以直接处理立即数，这明显优于前者。
07
飞思卡尔微控制器
这主要针对S08 和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，其架构在很多方面都具有低成本、高性能的特点，为产品开发节省了大量的时间。此外，飞思卡尔还提供各种集成模块和总线接口，使其能够在不同的系统中更灵活地运行。
特征
飞思卡尔微控制器的独特功能包括：
全系列：低端到高端、8位到32位、8位/32位且引脚兼容，QE128可直接从8位移植到32位。填补了8/32位单片机行业缺失的一块兼容架构。
多个系统时钟模块：3个模块，7种工作模式。多种时钟源输入选项。 MCU 具有不同的时钟生成机制，例如RC 振荡器、外部时钟或晶体振荡器或内部时钟。这些可以在FEI、FEE 和FEE 上同时执行。有七种操作模式：FBI、FBILP、FBE、FBELP 和STOP。
多种通信模块接口：飞思卡尔微控制器支持多种通信接口模块，如串行通信接口模块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、甚高频发射模块、同步处理器模块，带有同步处理器的MCU还带有屏幕显示模块OSD，部分MCU带有振铃检测模块RING和Dual Tone多频/音源DMG 模块。
高可靠性、强抗干扰、多引脚数、多种封装选择。
低功耗也许飞思卡尔系列微控制器的功耗没有MSP430那么低，但它们确实具有完全静态的“待机”和“停止”模式，以降低总体功耗。低功耗已经实现了与MSP430相当的功耗。
08
STC单片机
说到STC单片机，有人可能会说STC才是主流。是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。简单地说，STC 微控制器是51 和AVR 的组合。有人说AVR 是51 的替代微控制器。但是位控制和C语言描述有很大的区别。 AVR微控制器。
STC单片机结合了51和AVR的优点，虽然功能不如AVR强大，但本质上AVR的功能在STC中都有。 51单片机基础工程师节省了学习AVR的时间，并在不影响AVR的各种功能的情况下提供了极大的便利。
STC单片机是新一代高速、低功耗、超抗干扰的8051单片机，指令代码与传统8051完全兼容，但速度上集成了MAX810专用的复位I'。我正在做。电路。 4通道PWM、8通道高速10位A、D转换，针对电机供应商控制、干扰较强的情况，成为继51单片机之后的新系列单片机。
特征
串口下载和编写程序方便易用，而且还有很多学习资料和视频。它还具有低功耗设计、空闲模式和5.5 至3.8 V、2.4 至3.8 V 的电源。 -down 模式（可通过外部中断唤醒控制）。
STC 微控制器具有应用内编程功能，可轻松调试，具有10 位AD 和内部EEPROM，速度比传统51 微控制器快8 至12 倍。价格也会更低。
4通道捕获/比较单元，STC12C2052AD系列有2个通道，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，并且与常规8051定时器兼容。 4通道PCA可实现4个附加定时器，具有硬件看门狗、高速SPI通信端口、全双工异步串口，并与常规8051串口兼容。结构与常规8051 指令集兼容。
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