标题:
浅谈51单片机是否过时
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作者:
季亭爱
时间:
2012-9-8 12:22
标题:
浅谈51单片机是否过时
看到这个问题，相信大家很多人都在问，也有很多人想知道，还有很多人有自己的看法，今天我在这里发表一下自己的观点。
现在在大学里，
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单片机
仍是电子类专业必修的课程，然而这几年随着ARM的火爆，很多
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的学习者有了专业一个疑问：既然大家都在用
ARM
，我们为什么还要学
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？而且找工作的时候人家也比较关注有过
ARM
使用经验的。
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为了解决这个疑问，我们首先需要分清下面几个概念：单片机、
ARM
、
DSP
、
FPGA/CPLD
，这几个关键词是学习电子的人常见的几种
芯片（我不知道该统称什么，姑且这么叫吧）。这几个词要分类的话首先要把
FPGA/CPLD
和其他的分开，因为
FPGA/CPLD
的原理和单片机、
ARM
、
DSP
不同。
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FPGA/CPLD
是通过硬件实现功能的，
FPGA
是
Field
－
Programmable Gate Array
的缩写，即现场可编程门阵列；
CPLD
是
Complex Programmable Logic Device
的缩写，即复杂可编程逻辑器件。通过名字可以看出，二者都是可编程的逻辑器件，即实实在在的硬件，通过对硬件编程以实现某种特定功能。说直白 一些，二者就是一个与非门或者或非门阵列。由于所有的逻辑式子都可以变换成与非结构或者或非结构，因此所有的逻辑功能都可以通过
FPGA/CPLD
实现， 编程后的芯片相当于一个数字芯片，如加法器，移位寄存器等。二者的区别在于
FPGA
是基于
RAM
结构的，
CPLD
是基于
ROM
机构的，这些不是本次讨论的 重点，不再赘述。
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再说单片机和
ARM
及
DSP
的关系，单片机是
“
单片微型计算机
”
的简称；
ARM
是
Advanced RISC Machines
的简称，它只是一家微处理器设计企业的名字，因此
ARM
是他们设定的微处理器的统称；
DSP
是
Digital Signal Processing
的简称，即数字信号处理。了解了这些，我们可以说单片机是所有所有
MCU
（微型控制单元）的统称，
ARM
是
DSP
只是他们的一 种，
ARM
属于用公司名称的一种称呼，而
DSP
则是根据功能（数字处理）命名的一种称呼。但是，在行业内，单片机一般特指
8
位或
16
位的
MCU
，在本文中 仍采用大家熟悉的叫法，把单片机和
ARM
放在并列的位置。
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了解了这些，我们还需要了解一个问题，什么是
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单片机。这个问题本不想说，可是 看到有人说
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是
AT89C51
的简称，所有觉得有必要提一下。
1980
年，
Intel
推出了首款单片机
8051
（这个
8051
有可能是公司内部的设计编 号，我没有找到为什么叫这个），之后又陆续推出了与
8051
指令完全相同的
8031
、
8032
、
8052
等系列的单片机，初步形成了
MCS-51
系列。
1984
年，
Intel
出售了
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核，此后，世界上出现了上千种
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单片机，如爱特梅尔、飞利浦，华邦，还有国内的宏晶等。
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单片机泛指所有兼容
8051
指令的单片机。当然，一些公司购买
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核后增加了一些功能或者寄存器等，增加的这些东西是不兼容的。于
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单片机处于并列关系的有
AVR
系 列，
PIC
系列等，他们的区别在于虽然都属于
8
位机（
PIC
系列的有
16
位的），但所使用的指令集不同，这也就是区别一个单片机系列的一种方法。
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单片机过时了吗？要了解怎么一个问题，首先得搞清楚
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单片机在市场中的应用情况以及将来的发展情况。众所周知，自从
ARM
出现以来，短短的几年内便出现 了
ARM7
、
ARM9
、
M3
、
M4
、
A8
、
A9
、
A10
等等多个系列，其性能也得到了飞速发展，以其高性能，低价格，低功耗等优势迅速占领了
MCU
的江 山，比起当年的
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有过之而无不及。作为
32
位机，其性能是毋庸置疑的，即便是相同的时钟速率，
32
位机的处理一些数据的速度也要快于
8
位机，如一个
32
位的加法运算，
8
位机至少需要
4
个周期，而
32
位机只需要一个周期即可完成。
ARM
的优势在于较高的处理速度，还有丰富的外设资源，还有就是较大的数据和 程序存储空间。相比之下，
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单片机就没有优势了吗？当然不是，
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单片机的优势在于小巧的内核，成熟的技术（其实现在
ARM
的技术也很成熟），还有就是 位操作。在相当多的应用场合，我们并不需要
ARM
如此强大的处理功能和速度，而是只需要简单的控制，
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单片机已经完全可以满足实际的需求，这样一 来，
ARM
的优势便显的不再重要，而
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的位操作则是
ARM
达不到的，也许你会说
ARM
同样可以实现位操作，但如果你了解的比较深的话会发现，
ARM
的位 操作是通过移位，与或等操作之后实现的，而
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单片机则又位寻址空间，是真正的位操作。再一个就是价格，在价格上最便宜的
ARM
好像已经降到了
0.5
美元 （可能是这个价格，记不清了），而最便宜的
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可能是
0.5RMB
。但一些中档的
ARM
则要比高端的
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单片机便宜了。十几或者几十
RMB
的
ARM
的性能 是同价格的
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单片机无法比拟的。此外，由于
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内核简单，一些高端的
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增加的功能使得他们的
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单片机操作起来变得异常复杂，而且不同厂家的操作完全 不同，这样就增加是使用的难度。综合看来，在高端或者中端应用方面，
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单片机已经没有了任何优势，其市场主要是一些老产品或者不想学新东西的老工程师在 支撑，其消亡也是必然的。然而在低端应用方面，
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仍然可以占有一席之地，除了操作和价格上的微弱优势，其更大的优势在于学习简单。
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作者:
gzoufu
时间:
2012-9-17 10:51
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