如何看待增強(qiáng)型51單片機(jī)？(勘誤重發(fā))

1、辯證地看待51內(nèi)核單片機(jī)

要回答這個(gè)問(wèn)題，首先需要來(lái)看一下傳統(tǒng)的51單片機(jī)。在有些文章或者書本中，對(duì)于51單片機(jī)的態(tài)度是全面否定的，一旦聽到某人要學(xué)習(xí)或者使用51單片機(jī)，則有種“群起而笑之”之勢(shì)，覺(jué)得其主頻低，外設(shè)少，技術(shù)老，然后以這些理由勸退要去學(xué)習(xí)51單片機(jī)的同學(xué)。其實(shí)，這個(gè)態(tài)度是非常武斷的，必須被批判，雖然現(xiàn)在32位的單片機(jī)遍地都是，但是對(duì)于一些成本為首位的產(chǎn)品，8位機(jī)無(wú)疑還是有很大的價(jià)格優(yōu)勢(shì)的。而市面上最多的8位單片機(jī)產(chǎn)品，內(nèi)核架構(gòu)最普遍的還是51。批判51單片機(jī)不行的人，出發(fā)點(diǎn)無(wú)疑就是外設(shè)少，外部晶振8分頻->12分頻（筆誤）的硬傷這兩點(diǎn)，然而這兩點(diǎn)只不過(guò)是它們印象中的十幾年前的51單片機(jī)產(chǎn)品。時(shí)代在發(fā)展，51單片機(jī)也在發(fā)展，為了區(qū)別那些全盤否定51單片機(jī)的人口中的“51單片機(jī)”，不斷發(fā)展的51單片機(jī)一般被稱為“增強(qiáng)型51單片機(jī)”。

接下來(lái)，我們用辯證的眼光，再來(lái)審視一下現(xiàn)在的“增強(qiáng)型51單片機(jī)”。

“增強(qiáng)型51單片機(jī)”保留了51單片機(jī)開發(fā)簡(jiǎn)單，內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)51單片機(jī)的一些不足，增加了主流的外設(shè)資源。介于此，“增強(qiáng)型51單片機(jī)”的性價(jià)比到目前為止還是非常突出，新手上手程度也很簡(jiǎn)單，有點(diǎn)51單片機(jī)基礎(chǔ)的，稍微看一下數(shù)據(jù)手冊(cè)就可以直接使用。

但是，無(wú)論利用何種形式去增強(qiáng)51單片機(jī)，51單片機(jī)結(jié)構(gòu)的一些致命硬傷是永遠(yuǎn)存在的，比如用于操作特殊功能寄存器的尋址，在C語(yǔ)言開發(fā)中只能利用C51獨(dú)有的“sfr”關(guān)鍵詞去定義特殊功能寄存器，而“sfr”又不是標(biāo)準(zhǔn)C中的關(guān)鍵詞，因此51單片機(jī)的程序有一部分是無(wú)法直接移植到其他平臺(tái)上去的。中斷關(guān)鍵詞“interrupt”也是一樣。

辯證地看待其優(yōu)缺點(diǎn)，“增強(qiáng)型51單片機(jī)”非常值得花時(shí)間學(xué)一學(xué)。

2、發(fā)展的眼光看51單片機(jī)

我們所說(shuō)的51單片機(jī)，用現(xiàn)在比較潮流的說(shuō)法應(yīng)該是“MCS51內(nèi)核”的單片機(jī)。如果這么分類的話，51單片機(jī)最早的型號(hào)其實(shí)是8031單片機(jī)，這個(gè)單片機(jī)的內(nèi)核和現(xiàn)在的“51內(nèi)核”基本一致，不過(guò)它是一個(gè)內(nèi)部沒(méi)有存儲(chǔ)器（ROM）的芯片，在使用的時(shí)候，需要外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器，非常麻煩。如圖1所示。

圖1 51單片機(jī)外部存儲(chǔ)器擴(kuò)展示意

等到后來(lái)的8051單片機(jī)，就開始在內(nèi)部繼承ROM，這樣可以減少由于外擴(kuò)存儲(chǔ)器帶來(lái)的煩惱，從而簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)，降低了元器件成本。

最早的51單片機(jī)存儲(chǔ)器是EPROM，因此它是需要通過(guò)特殊的編程器來(lái)燒寫程序，而程序擦除時(shí)，也需要將單片機(jī)曝光在光線下半小時(shí)以上才能擦除，而這種EPROM存儲(chǔ)程序不穩(wěn)定，擦寫次數(shù)也有限，其外形如圖2所示。

圖2 EPROM的51單片機(jī)

為了解決這個(gè)問(wèn)題，F(xiàn)LASH等先進(jìn)的存儲(chǔ)器技術(shù)被用到了51單片機(jī)上，因此實(shí)現(xiàn)了可重復(fù)多次擦寫，甚至后面多種在應(yīng)用編程（IAP），在系統(tǒng)編程（ISP）方式也被用到了51單片機(jī)上，現(xiàn)在的51單片機(jī)，利用一根串口線就可以實(shí)現(xiàn)程序的燒寫，非常方便。

51單片機(jī)的程序燒寫問(wèn)題被flash解決了，后面隨著應(yīng)用程序的需求，51單片機(jī)的程序開發(fā)難度越來(lái)越大，因此一些廠商推出了一些可以在線調(diào)試的芯片，在程序開發(fā)的時(shí)候，利用帶調(diào)試功能的51單片機(jī)進(jìn)行程序開發(fā)，做產(chǎn)品時(shí)，將調(diào)試好的程序燒錄到51單片機(jī)即可。

后來(lái)的一些增強(qiáng)型51單片機(jī)，可以直接支持程序調(diào)試，如我們使用的STC8A，可以直接使用一根串口線和Keil軟件進(jìn)行程序調(diào)試。如圖3所示。

圖3 程序在線調(diào)試界面

傳統(tǒng)的51單片機(jī)，內(nèi)存只有幾百個(gè)字節(jié)，程序存儲(chǔ)器也小的可憐，而且其外設(shè)支持非常有限，只支持2個(gè)外部中斷，2個(gè)定時(shí)計(jì)數(shù)器，1個(gè)串口，這樣的芯片，放到現(xiàn)在來(lái)看，根本滿足不了任何應(yīng)用。盡管如IIC，SPI的外設(shè)我們都可以使用IO去模擬，但是模擬外設(shè)的程序會(huì)占據(jù)大量的代碼空間，同時(shí)，為了滿足時(shí)序需求所增加的延遲，也浪費(fèi)了寶貴的CPU資源。為了解決這個(gè)問(wèn)題，目前的增強(qiáng)型51單片機(jī)外設(shè)變得琳瑯滿目，如STC8A的內(nèi)存最大可到到8K byte，程序存儲(chǔ)器最大可達(dá)到64K byte，而其外設(shè)資源有5個(gè)外部中斷，5個(gè)定時(shí)計(jì)數(shù)器，4個(gè)高速串口，4組16位的PCA模塊，8組15位增強(qiáng)型帶死區(qū)控制PWM，SPI，IIC，12位精度15通道的ADC（采樣率800K），GPIO支持準(zhǔn)雙向，強(qiáng)推挽，開漏，高阻等模式。并且內(nèi)置最高24MHz的高精度RC振蕩器。這個(gè)配置放在目前的8位機(jī)市場(chǎng)，甚至是低端32位機(jī)市場(chǎng)，也拿得出手。具體如圖4所示。

圖4 STC8A的配置

除此之外，51單片機(jī)特有的12分頻瓶頸也早已被彌補(bǔ)，現(xiàn)在的51單片機(jī)更多的是1T的單片機(jī)。

用發(fā)展的眼光來(lái)看，增強(qiáng)型51單片機(jī)經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)外四十幾年的發(fā)展早就與時(shí)俱進(jìn)，滿足了市場(chǎng)需求，經(jīng)住了產(chǎn)品考驗(yàn)。在過(guò)去16位單片機(jī)，如今32位單片機(jī)輪番擠壓下，還能保留自己的市場(chǎng)地位。