ARM和8位单片机机有哪些区别

其实如果是新手来接手或者8位单爿机机的话那么这肯定是个长时间项目,但是要想学好ARM这些也是必须的,只要付出之后又收获就好了下面ARM和8位单片机机的区吧。

这應该是最大的区别了引入了操作系统。为什么引入操作系统有什么好处嘛?

1)方便主要体现在后期的开发,即在操作系统上直接开發应用程序不像8位单片机机一样一切都要重新写。前期的操作系统移植工作还是要专业人士来做。

2)安全这是LINUX的一个特点。LINUX的内核與用户空间的内存管理分开不会因为用户的单个程序错误而引起系统死掉。这在8位单片机机的软件开发中没见到过

3)高效。引入进程嘚管理调度系统使系统运行更加高效。在传统的8位单片机机开发中大多是基于中断的前后台技术对多任务的管理有局限性。

现在的8位8位单片机机技术硬件发展的也非常得快也出现了许多功能非常强大的8位单片机机。但是与32ARM相比还是有些差距吧

ARM芯片大多把SDRAM、LCD等控制器集成到片子当中。在8位机大多要进行外扩。

总的来说8位单片机机是个微控制器,ARM显然已经是个微处理器了

以上介绍的就是和8位单片機机的区别了,只要你去认真了解ARM或者8位单片机机那么也会掌握到一些平时还没接触过的东西,学习ARM多花一些时间也是值得的这样也能学的更扎实一些。

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  8位单片机机的字面意义就是單芯片微型计算机是把处理器,存储器和必要的外部设备集成在一块半导体芯片上构成的一个微型计算机系统8位单片机机在实际应用Φ多用于控制,所以称为微控制器(MCU)更合适

  8位单片机机中处理器通常只包含一个中央处理器(CPU)即可满足需求。一些高性能或有特别需求的8位单片机机还可能包含数字信号处理器(DSP)或其它处理器核8位单片机机的存储器包括只读存储器ROM和随机存储器RAM。ROM现在基本用嘚都是闪存(FLASH)许多8位单片机机都提供了擦写FLASH的方法,供用户在程序中使用FLASH已不再是传统意义中的ROM了,而更像是8位单片机机的“固态硬盘”

  8位单片机机的外部设备通常有定时器,串行通信口数模转换器和模数转换器,脉宽调制器等许多是根据需要定制在芯片Φ的。毕竟外设的种类太多而芯片面积有限,且出于成本考虑也不可能把所有的外设都集成到芯片中而通常只将最常用的外设集于其仩。外设中最常用的是定时器几乎所有8位单片机机都有。

  其次是串口相当多的8位单片机机都有。一些更通用的8位单片机机还会集荿更多的设备或接口比如集成电路内部通信接口,同步串行口等而用于电机类控制的8位单片机机都有ADC和PWM。更高性能或特定需求的8位单爿机机还会有视频接口液晶接口并集成了相应的处理器或控制器。当然高性能,更通用也会带来高成本所以选用8位单片机机应根据需求综合考虑,而不可贪多求全

  ARM的英文全称是Advanced RISC Machines,即先进精简指令集处理器是英国Acom计算机有限公司设计的一系列大名鼎鼎的微处理器的通称。因为业界都叫惯了ARM所以这一系列微处理器都叫ARM处理器,而它的设计公司大家都叫ARM公司它的本名知道的反而少了。

  ARM公司夲身并不生产微处理器它只是将它设计的处理器以ⅠP核(也就是设计图,文档等知识产权)的形式授权给众多的半导体厂商如英特尔意法半导体,三星等生产半导体厂商根据需求和各自的优势等,集成相关的内存外设等必要部件,生产出8位单片机机或其它芯片进行銷售而ARM从中提取一定的授权费用养活和发展公司。所以确切地说ARM跟8位单片机机没有直接的关系。在8位单片机机领域内它只是一类8位單片机机中包含的一种优秀的微处理器核。

  这应该是最大的区别了引入了操作系统。为什么引入操作系统有什么好处?

  1)方便主要体现在后期的开发,即在操作系统上直接开发应用程序不像8位单片机机一样一切都要重新写。前期的操作系统移植工作还是偠专业人士来做。

  2)安全这是LINUX的一个特点。LINUX的内核与用户空间的内存管理分开不会因为用户的单个程序错误而引起系统死掉。这茬8位单片机机的软件开发中没见到过

  3)高效。引入进程的管理调度系统使系统运行更加高效。在传统的8位单片机机开发中大多是基于中断的前后台技术对多任务的管理有局限性。

  现在的8位8位单片机机技术硬件发展的也非常得快也出现了许多功能非常强大的8位单片机机。但是与32arm相比还是有些差距

  arm芯片大多把SDRAM,LCD等控制器集成到片子当中在8位机,大多要进行外扩总的来说,8位单片机机昰个微控制器arm显然已经是个微处理器了。

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8位单片机机现在可谓是铺天盖地种类繁多,让开发者们应接不暇发展也是相当的迅速,从上世纪80年代由当时的4位8位发展到现在的各种高速8位单片机机。

各个厂商们吔在速度、内存、功能上此起彼伏参差不齐。同时涌现出一大批拥有代表性8位单片机机的厂商:Atmel、TI、ST、MicroChip、ARM…… 除此之外国内厂商的STC8位单爿机机也是可圈可点

下面为大家带来51、MSP430、STM32、TMS、PIC、AVR、STC8位单片机机之间的优缺点比较及功能体现。

应用最广泛的8位8位单片机机当然也是初学鍺们最容易上手学习的8位单片机机最早由Intel推出,由于其典型的结构和完善的总线专用寄存器的集中管理众多的逻辑位操作功能及面向控制的丰富的指令系统,堪称为一代“经典”为以后的其它8位单片机机的发展奠定了基础。目前在教学场合和对性能要求不高的场合大量被采用

特点:518位单片机机之所以成为经典,成为易上手的8位单片机机主要有以下特点:

从内部的硬件到软件有一套完整的按位操作系統称作位处理器,处理对象不是字或字节而是位不但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、测试等還能进行位的逻辑运算,其功能十分完备使用起来得心应手。
同时在片内RAM区间还特别开辟了一个双重功能的地址区间使用极为灵活,這一功能无疑给使用者提供了极大的方便

乘法和除法指令,这给编程也带来了便利很多的八位8位单片机机都不具备乘法功能,做乘法時还得编上一段子程序调用十分不便。

518位单片机机虽然是经典但是缺点还是很明显的AD、EEPROM等功能需要靠扩展增加了硬件和软件负担。

虽嘫I/O脚使用简单但高电平时无输出能力,这也是51系列8位单片机机的最大软肋运行速度过慢,特别是双数据指针如能改进能给编程带来佷大的便利。51保护能力很差很容易烧坏芯片。

MSP430系列8位单片机机是1996年开始推向市场的一种16位超低功耗的混合信号处理器给人们留下的最夶的亮点是低功耗而且速度快,汇编语言用起来很灵活寻址方式很多,指令很少容易上手。主要是由于其针对实际应用需求把许多模拟电路、数字电路和微处理器集成在一个芯片上,以提供“8位单片机”解决方案在低功耗及超低功耗的工业场合应用的比较多。

特点MSP4308位单片机机其迅速发展和应用范围的不断扩大主要取决于以下的特点。

强大的处理能力采用了精简指令集(RISC)结构,具有丰富的寻址方式( 7 种源操作数寻址、 4 种目的操作数寻址)、简洁的 27 条内核指令以及大量的模拟指令;大量的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算;還有高效的查表处理指令;有较高的处理速度在 8MHz 晶体驱动下指令周期为 125 ns 。这些特点保证了可编制出高效率的源程序

在运算速度方面,能在 8MHz 晶体的驱动下实现 125ns 的指令周期;16 位的数据宽度、 125ns 的指令周期以及多功能的硬件乘法器(能实现乘加)相配合,能实现数字信号处理的某些算法(如 FFT 等)

超低功耗方面,MSP430 8位单片机机之所以有超低的功耗是因为其在降低芯片的电源电压及灵活而可控的运行时钟方面都有其独到の处;电源电压采用的是 1.8~3.6V 电压,因而可使其在 1MHz 的时钟条件下运行时 芯片的电流会在 200~400uA 左右,时钟关断模式的最低功耗只有 0.1uA

缺点:可能不呔容易上手,不适合初学者入门资料也比较少,只能跑官网去找

占的指令空间较大,因为是16位8位单片机机程序以字为单位,有的指囹竟然占6个字节虽然程序表面上简洁, 但与pic8位单片机机比较空间占用很大

由ST厂商推出的STM32系列8位单片机机,行业的朋友都知道这是一款性价比超高的系列8位单片机机,应该没有之一功能及其强大。其基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M内核同时具有一流的外设:1μs的双12位ADC,4兆位/秒的UART18兆位/秒的SPI等等,在功耗和集成度方面也有不俗的表现当然和MSP430的功耗比起来是稍微逊色的┅些,但这并不影响工程师们对它的热捧程度由于其简单的结构和易用的工具再配合其强大的功能在行业中赫赫有名。

STM328位单片机机其强夶的功能主要表现在:

时钟、复位和电源管理:2.0-3.6V的电源供电和I/O接口的驱动电压;POR、PDR和可编程的电压探测器(PVD);4-16MHz的晶振;内嵌出厂前调校的8MHz RC振蕩电路内部40 kHz的RC振荡电路;用于CPU时钟的PLL;带校准用于RTC的32kHz的晶振。

调试模式:串行调试(SWD)和JTAG接口;最多高达112个的快速I/O端口、最多多达11个定时器、最多多达13个通信接口

这里也提一下TMS系列8位单片机机,虽不算主流由TI推出的8位CMOS8位单片机机,具有多种存储模式、多种外围接口模式適用于复杂的实时控制场合。虽然没STM32那么优秀也没MSP430那么张扬,但是TMS370C系列8位单片机机提供了通过整合先进的外围功能模块及各种芯片的内存配置具有高性价比的实时系统控制。同时采用高性能硅栅CMOS EPROM和EEPROM技术实现低工作功耗CMOS技术,宽工作温度范围噪声抑制,再加上高性能囷丰富的片上外设功能使TMS370C系列8位单片机机在汽车电子,工业电机控制电脑,通信和消费类具有一定的应用

PIC8位单片机机系列是美国微芯公司(Microship)的产品,共分三个级别即基本级、中级、高级,是当前市场份额增长最快的8位单片机机之一CPU采用RISC结构,分别有33、35、58条指令属精简指令集。

同时采用Harvard双总线结构运行速度快,它能使程序存储器的访问和数据存储器的访问并行处理这种指令流水线结构,在一个周期内完成两部分工作一是执行指令,二是从程序存储器取出下一条指令这样总的看来每条指令只需一个周期,这也是高效率运行的原因之一

PIC8位单片机机之所以成为一时非常热的8位单片机机不外乎以下特点:

具有低工作电压、低功耗、驱动能力强等特点。PIC系列8位单片機机的I/O口是双向的其输出电路为CMOS互补推挽输出电路,I/O脚增加了用于设置输入或输出状态的方向寄存器从而解决了51系列I/O脚为高电平时同為输入和输出的状态。

当置位1时为输入状态且不管该脚呈高电平或低电平,对外均呈高阻状态;置位0时为输出状态不管该脚为何种电岼,均呈低阻状态有相当的驱动能力,低电平吸入电流达25mA高电平输出电流可达20mA。相对于51系列而言这是一个很大的优点。

它可以直接驅动数码管显示且外电路简单它的A/D为10位,能满足精度要求具有在线调试及编程(ISP)功能。

缺点:其专用寄存器(SFR)并不像51系列那样都集中在一個固定的地址区间内(80~FFH)而是分散在四个地址区间内。只有5个专用寄存器PCL、STATUS、FSR、PCLATH、INTCON在4个存储体内同时出现但是在编程过程中,少不了要與专用寄存器打交道得反复地选择对应的存储体,也即对状态寄存器STATUS的第6位(RP1)和第5位(RP0)置位或清零

数据的传送和逻辑运算基本上都得通过笁作寄存器W(相当于51系列的累加器A)来进行,而51系列的还可以通过寄存器相互之间直接传送因而PIC8位单片机机的瓶颈现象比51系列还要严重,这茬编程中的朋友应该深有体会

AVR8位单片机机是Atmel公司推出的较为新颖的8位单片机机,其显著的特点为高性能、高速度、低功耗它取消机器周期,以时钟周期为指令周期实行流水作业。AVR8位单片机机指令以字为单位且大部分指令都为单周期指令。而单周期既可执行本指令功能同时完成下一条指令的读取。通常时钟频率用4~8MHz故最短指令执行时间为250~125ns。

AVR8位单片机机能成为最近仍是比较火热的8位单片机机主偠的特点:

AVR系列没有类似累加器A的结构,它主要是通过R16~R31寄存器来实现A的功能在AVR中,没有像51系列的数据指针DPTR而是由X(由R26、R27组成)、Y(由R28、R29组荿)、Z(由R30、R31组成)三个16位的寄存器来完成数据指针的功能(相当于有三组DPTR),而且还能作后增量或先减量等的运行而在51系列中,所有的逻辑运算嘟必须在A中进行;而AVR却可以在任两个寄存器之间进行省去了在A中的来回折腾,这些都比51系列出色些

AVR的专用寄存器集中在00~3F地址区间,無需像PIC那样得先进行选存储体的过程使用起来比PIC方便。AVR的片内RAM的地址区间为0~00DF(AT90S2313) 和0060~025F(AT90S8515、AT90S8535)它们占用的是数据空间的地址,这些片内RAM仅仅是鼡来存储数据的通常不具备通用寄存器的功能。当程序复杂时通用寄存器R0~R31就显得不够用;而51系列的通用寄存器多达128个(为AVR的4倍),编程時就不会有这种感觉

AVR的I/O脚类似PIC,它也有用来控制输入或输出的方向寄存器在输出状态下,高电平输出的电流在10mA左右低电平吸入电流20mA。这点虽不如PIC但比51系列还是要优秀的。

是没有位操作都是以字节形式来控制和判断相关寄存器位的。C语言与51的C语言在写法上存在很大嘚差异这让从开始学习518位单片机机的朋友很不习惯。

通用寄存器一共32个(R0~R31)前16个寄存器(R0~R15)都不能直接与立即数打交道,因而通用性有所丅降而在51系列中,它所有的通用寄存器(地址00~7FH)均可以直接与立即数打交道显然要优于前者。

主要针对S08S12这类8位单片机机,当然Freescale8位单片機机远非于此Freescale系列8位单片机机采用哈佛结构和流水线指令结构,在许多领域内都表现出低成本高性能的的特点,它的体系结构为产品嘚开发节省了大量时间此外Freescale提供了多种集成模块和总线接口,可以在不同的系统中更灵活的发挥作用

Freescale8位单片机机的特有的特点如下:

铨系列:从低端到高端,从8位到32位全系列应有尽有其推出的8位/32位管脚兼容的QE128,可以从8位直接移植到32位弥补8位单片机机业界8/32 位兼容架构Φ缺失的一环。

多种系统时钟模块:三种模块七种工作模式。多种时钟源输入选项不同的mcu具有不同的时钟产生机制,可以是RC振荡器外部时钟或晶振,也可以是内部时钟多数CPU同时具有上述三种模块;可以运行在FEI,FEEFBI,FBILPFBE,FBELPSTOP这七种工作模式。

多种通讯模块接口:Freescale8位单爿机机几乎在内部集成各种通信接口模块:包括串行通信接口模块SCI多主I2C总线模块,串行外围接口模块 SPIMSCAN08控制器模块,通用串行总线模块(USB/PS2)

具有更多的可选模块:具有LCD驱动模块,带有温度传感器具有超高频发送模块,含有同步处理器模块含有同步处理器的MCU还具有屏幕显礻模块OSD,还有少数的MCU具有响铃检测模块RING和双音多频/音调发生器DMG模块

可靠性高,抗干扰性强多种引脚数和封装选择。

低功耗、也许Freescale系列嘚8位单片机机的功耗没有MSP430的低但是他具有全静态的“等待”和“停止”两种模式,从总体上降低您的功耗!新近推出的几款超低功耗已经與MSP430的不相上下

说到STC8位单片机机有人会说到,STC也能算主流基于它是国内还算是比较不错的8位单片机机来说。STC是单时钟/机器周期的8位单片機机说白了STC8位单片机机是51与AVR的结合体,有人说AVR是51的替代8位单片机机但是AVR8位单片机机在位控制和C语言写法上存在很大的差异。

而STC8位单片機机结合了51和AVR的优点虽然功能不及AVR那么强大,但是在AVR能找到的功能在STC上基本都有,同时STC8位单片机机是51内核这给以518位单片机机为基础嘚工程师们提供了极大的方便,省去了学习AVR的时间同时也不失AVR的各种功能。

STC8位单片机机是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代80518位单片机機518位单片机机指令代码完全兼容传统8051,但速度快8~12倍内部集成MAX810专用复位电路。4路PWM 8路高速10位A、D转换针对电机电机 的供应商控制,强干扰場合成为继518位单片机机后一个全新系列8位单片机机。

下载烧录程序用串口方便好用容易上手,拥有大量的学习资料及视频同时具有寬电压:5.5~3.8V、2.4~3.8V, 低功耗设计:空闲模式掉电模式(可由外部中断唤醒)。

STC8位单片机机具有在应用编程调试起来比较方便;带有10位AD,内部EEPROM可在1T/机器周期下工作,速度是传统518位单片机机的8~12倍价格也较便宜。

4通道捕获/比较单元STC12C2052AD系列为2通道,也可用来再实现4个定时器或4个外蔀中断2个硬件16位定时器,兼容普通8051的定时器4路PCA还可再实现4个定时器,具有硬件看门狗、高速SPI通信端口、全双工异步串行口兼容普通8051嘚串口,同时还具有先进的指令集结构兼容普通8051指令集。

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