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单片机的分类与选型

单片机的分类与选型

点击数:7939 次   录入时间:03-04 11:48:07   整理:http://www.55dianzi.com   元器件的选用

  3.OTP(-次性可编程)ROM

  可一次性将程序写入单片机,无法更改,其成本较低。适合要求有一定灵活性且低成本的应用场合,尤其适合功能不断翻新、需要迅速量产的电子产品。

  4.紫外线可擦除EPROM

  单片机表面有一透明窗口,在一定量的紫外线照射后,能将存储器内所有信息清除,用户可以方便地将程序写入,出错后可以用紫外线擦除后修改,适用于小批量生产。

  5.FLASH ROM

  Flash ROM也即闪速存储器,简  称闪存,此Flash非那个动画的Flash,  它是一种可快速写入和擦除的电可擦  写型存储器,那么它和普通的电可擦  写型存储器EEPROM有什么区别  呢?EEPROM的电擦除是通过加一  定的电压来实现内容擦除的,它的缺点是单位存储单元的尺寸大。20世纪80年代发明了Flash ROM,用Flash这一名称是源于该存储器只需单步操作即能擦除其中的所有内容,这种存储器只能进行整片或一个区域的删除而不能进行单字节删除,由此也减小了单元尺寸,方便大面积集成,因此在单片机上得到了很好的应用。

  使用闪存的单片机的程序可以反复擦写,灵活性很强,但价格较高,适合对价格不敏感的应用场合或做开发用途。

  二、按应用范围分类

  1.通用型/专用型

  这是按单片机适用范围来区分的。例如,80C51是通用型单片机,它不是为某种专用用途设计的;专用型单片机是针对一类产品甚至某一个产品设计生产的,例如为了满足电子体温计的要求,在片内集成ADC接口等功能的温度测量控制电路,数码相机中的单片机电路等。

  2.控制型/家电型

  这是按照单片机大致应用的领域进行区分的。一般而言,工控型寻址范围大,运算能力强;用于家电的单片机多为专用型,通常是小封装、低价格,外围器件和外设接口集成度高。

  当然,上述分类并不是惟一的和严格的。例如,80C51类单片机既是通用型也可以作工控用。

  三、按系统架构分类

  这种分类方法按单片机的架构来分类,下面通过这种分类方式来介绍一些公司的主流产品。

  1.MCS-51系列单片机

  尽管单片机的种类繁多,但使用最为广泛的应属MCS-51系列。这一系列的单片机都使用了Intel公司的内核技术,它们是MCS-51的兼容机,软件兼容、开发工具兼容、引脚也兼容。它们都支持同一编程环境Keil μVision3。因此把他们归为同一类型。下面分别介绍各公司相应的一些主流产品。Intel公司8051系列单片机  Intel公司是MCS-51系列单片机的创始者,在单片机产品方面有着十分重要的地位,为MCS-51系列单片机的发展作出了卓越的贡献。MCS-51系列单片机硬件结构合理,指令系统规范,加之生产历史悠久,有先人为主的优势。世界有许多着名的芯片公司都购买了51芯片的核心专利技术,并在其基础上进行性能上的扩充,使得芯片得到进一步的完善,形成了一个庞大的体系。MCS-51内核实际上已经成为一个8位单片机的标准。

  51系列优点之一是它从内部的硬件到软件有一套完整的按位操作系统,称作位处理器,或布尔处理器。它的处理对象不是字或字节,而是位。它不光能对片内某些特殊功能寄存器的某位进行处理,如传送、置位、清零、测试等,还能进行位的逻辑运算,其功能十分完备,使用起来得心应手。虽然其他种类的单片机也具有位处理功能,但能进行位逻辑运算的实属少见。

  MCS-51系列单片机均具有如下特点:

  ·专为控制应用所设计的8位CPU

  ·具有布尔代数的运算能力

  ·32条双向且可被独立寻址的I/O口

  ·芯片内有128B可供储存数据的RAM

  ·芯片内有4KB的程序存储器(ROM)

  ·  有5个中断源,且具有两级(高/低)优先权顺序的中断结构·芯片内有时钟振荡器电路·全双工的串行端口

  ·两组16位定时器/定时器

  ·程序存储器可扩展至64KB(ROM)

  ·数据存储器可扩展至64KB(RAM)

  一些典型的MCS-51系列单片机分类表见上表。

MCS-51系列单片机

  MCS-51系列又分为51和52两个子系列,并以芯片型号的最末位数字作为标志。其中,51子系列是基本型,而52子系列则属增强型。

  MCS-51系列单片机采用两种半导体工艺生产。一种是HMOS工艺,即高速度、高密度、短沟道MOS工艺。另外一种是CHMOS工艺,即互补金属氧化物的HMOS工艺。表1中,芯片型号中带有字母“C”的,为CHMOS芯片,如上面的80C51、87C51。其余均为一般的HMOS芯片。

  MCS-51单片机片内程序存储器常见的有三种配置形式,即无ROM、掩膜ROM和EPROM。这三种配置形式对应三种不同的单片机芯片,它们各有特点。

  MCS-51是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片,引脚配置图见下图。

引脚配置图

  信号引脚介绍:

  P0.0~P0.7:P0口8位双向口线。

  Pl.0~P1.7:Pl口8位双向口线。

  P2.0~P2.7:P2口8位双向口线。

  P3.0~P3.7:P3口8位双向口线。

  ALE:地址锁存控制信号。在系统扩展时,ALE用于控制把P0口输出的低8位地址锁存起来,以实现低位地址和数据的隔离。此外,由于ALE是以晶振1/6的固定频率输出的正脉冲,因此,可作为外部时钟或外部定时脉冲使用。

  PSEN的反:外部程序存储器读选通信号。在读外部ROM时,有效(低电平),以实现外部ROM单元的读操作。

  EA的反:访问程序存储控制信号。当信号为低电平时,对ROM的读操作限定在外部程序存储器,当信号为高电平时,对ROM的读操作是从内部程序存储器开始,并可延至外部程序存储器。

  RST:复位信号。当输入的复位信号延续两个机器周期以上的高电平时即为有效,用以完成单片机的复位初始化操作。

  XTAL1和XTAL2:外接晶体引线端。当使用芯片内部时钟时,此二引线端用于外接石英晶体和微调电容;当使用外部时钟时,用于接外部时钟脉冲信号。

  VSS:地线。

  VCC:+5V电源。

MCS-51系列单片机进行选型

  P3具有第二功能,见上表在对Intel公司的MCS-51系列单片机进行选型时应注意两点:

  (1)每个单片机产品子系列,根据内部程序存储器提供方式的不同,型号基本上有三种。例如在8051子系列中,有三种主要的芯片;8031、8051、8751,分别对应内部不提供程序存储器、提供4KB掩膜ROM和4KB EPROM的同一芯片的三种版本。

  (2)MCS-51系列单片机有两种制造工艺,HMOS工艺和CHMOS工艺。由此可以分为分别对应的两个子系列:8051和80C51子系列。虽然两种芯片在功能上完全兼容,但采用CHMOS工艺的80C51子系列属于CMOS器件,与HMOS器件相比,它的工作电流要小得多,因此使单片机的功耗降得很低,而且还增加了待机工作模式和掉电工作模式。

  Atmel公司AT89系列单片机  美国Atmel公司是国际上着名的半导体公司,该公司的技术优势在于Flash存储器技术。随着业务的发展,在20世纪90年代初,ATMEL公司一跃成为全球最大的EEPROM供应商。1994年,为了介入单片机市场,Atmel公司以EEPROM技术和Intel公司的80C31单片机核心技术进行交换,从而取得了80C31核的使用权。ATMEL公司把自身的先进Flash存储器技术和80C31核相结合,推出了Flash AT89系列单片机。这是一种内部含Flash存储器的特殊单片机。由于它内部含有大容量的Flash存储器,所以,在产品开发及生产便携式商品、手提式仪器等方面有着十分广泛的应用,也是目前取代传统的MCS-51系列单片机的主流单片机之一。

  AT89系列单片机对于一般用户来说,有下列明显的优点:

  (1)内部含有Flash存储器,在系统开发过程中很容易修改程序,可以大大缩短了系统的开发时间。

  (2)与MCS-51系列单片机引脚兼容,可以直接进行代换。

  (3)AT89系列并不对80C31的简单继承,功能进一步增强。

  在我国这种单片机受到广泛青睐,很多以前使用80C51、80C52的用户都转而使用AT89系列。对于有丰富编程经验的用户而言,不需要仿真器,可以直接将程序烧入芯片,放在目标板上加电直接运行,观察运行结果,出现问题时再进行修改,然后重新烧写程序,再进行试验,直至成功。

  AT89系列包括两大类第一类是常规的,就是AT89C系列,这类单片机要用常规的并行方法编程,必需使用编程器编程;第二类是在系统可编程(即芯片安装到电路板上之后不用。拿下来而直接往里面烧写程序)ISPFlash系列,也就是AT89S系列,这类单片机除了用常规的并行方法编程外,还可以在系统用下载线进行编程,省去价格较贵的编程器,而且可以在目标板上直接修改程序。

    常用的AT89系列单片机选型表见下表。

AT89系列单片机选型表

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