51單片機和AVR最大的區(qū)別的是什么?學(xué)了51單片機也必須要學(xué)AVR單片機嗎?
單片機誕生于20世紀70年代末，它是指一個集成在一塊芯片上的完整計算機系統(tǒng)。單片機具有一個完整計算機所需要的大部分部件：CPU、內(nèi)存、內(nèi)部和外部總線系統(tǒng)，目前大部分還會具有外存。同時集成諸如通訊接口、定時器，實時時鐘等外圍設(shè)備。如今運用最廣泛的就是51，PIC，AVR單片機，那么它們之間有什么區(qū)別呢?我們來看看詳情。
一、AVR單片機概述
AVR單片機也是Atmel公司的產(chǎn)品，最早的就是AT90系列單片機，現(xiàn)在很多AT90單片機都轉(zhuǎn)型為Atmega系列和AtTIny系列，AVR單片機最大的特點是精簡指令型單片機，執(zhí)行速度，在相同的振蕩頻率下是8位MCU中最快的一種單片機。
AVR應(yīng)用區(qū)域： 空調(diào)控制板 ，打印機控制板 ，智能電表，智能手電筒，LED控制屏，醫(yī)療設(shè)備，GPS。
二、51系列單片機概述
51系列單片機最早有Intel公司推出，主要有8031系列，8051系列。后來Atmel公司以8051的內(nèi)核為基礎(chǔ)推出了AT89系列單片機。它廣泛應(yīng)用于工業(yè)測控系統(tǒng)之中。很多公司都有51系列的兼容機型推出，今后很長的一段時間內(nèi)將占有大量市場。比較適合初學(xué)者的需要。
主要產(chǎn)品：
Intel(英特爾)的：80C31、80C51、87C51，80C32、80C52、87C52等;
ATMEL(艾德梅爾)的：89C51、89C52、89C2051，89S51(RC)，89S52(RC)等;
Philips(飛利浦)、華邦、Dallas(達拉斯)、Siemens(西門子)等公司的許多產(chǎn)品;
STC(國產(chǎn)宏晶)單片機：89c51、89c52、89c516、90c516等眾多品牌。
三、PIC單片機概述
PIC單片機是Microchip公司的產(chǎn)品，它也是一種精簡指令型的單片機，指令數(shù)量比較少，中檔的PIC系列僅僅有35條指令而已，低檔的僅有33條指令。但是如果使用匯編語言編寫PIC單片機的程序有一個致命的弱點就是PIC中低檔單片機里有一個翻頁的概念，編寫程序比較麻煩。
隨著單片機的發(fā)展，單片機在家用電器、工業(yè)自動化、生產(chǎn)過程控制、智能儀器儀表等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。然而處于同一電力系統(tǒng)中的各種電氣設(shè)備通過電或磁的聯(lián)系彼此緊密相連，相互影響，由于運行方式的改變，故障，開關(guān)操作等引起的電磁振蕩會波及很多電氣設(shè)備。這對我們單片機系統(tǒng)的可靠性與安全性構(gòu)成了極大的威脅。單片機測控系統(tǒng)必須長期穩(wěn)定、可靠運行，否則將導(dǎo)致控制誤差加大，嚴重時會使系統(tǒng)失靈，甚至造成巨大損失。因此單片機的抗干擾問題已經(jīng)成為不容忽視的問題。
四、AVR、51系列、PIC單片機的對比分析
1、 51系列單片機的優(yōu)缺點分析
51系列優(yōu)點之一是它從內(nèi)部的硬件到軟件有一套完整的按位操作系統(tǒng)，稱作位處理器，或布爾處理器。它的處理對象不是字或字節(jié)而是位。它不光能對片內(nèi)某些特殊功能寄存器的某位進行處理，如傳送、置位、清零、測試等，還能進行位的邏輯運算，其功能十分完備，使用起來得心應(yīng)手。雖然其他種類的單片機也具有位處理功能，但能進行位邏輯運算的實屬少見。
51系列在片內(nèi)RAM區(qū)間還特別開辟了一個雙重功能的地址區(qū)間，十六個字節(jié)，單元地址20H～2FH，它既可作字節(jié)處理，也可作位處理(作位處理時，合128個位，相應(yīng)位地址為OOH～7FH)，使用極為靈活。51系列的另一個優(yōu)點是乘法和除法指令，這給編程也帶來了便利。其中51單片機做大的缺點就是運行速度過慢。
2、PIC單片機的優(yōu)缺點分析
運行速度快(指令周期約160～200nS)，它能使程序存儲器的訪問和數(shù)據(jù)存儲器的訪問并行處理，這種指令流水線結(jié)構(gòu)，在一個周期內(nèi)完成兩部分工作，一是執(zhí)行指令，二是從程序存儲器取出下一條指令，這樣總的看來每條指令只需一個周期(個別除外)，這也是高效率運行的原因之一。此外，它還具有低工作電壓、低功耗、驅(qū)動能力強等特點。
PIC系列單片機的I/O口是雙向的，其輸出電路為CMOS互補推挽輸出電路。I/O腳增加了用于設(shè)置輸入或輸出狀態(tài)的方向寄存器，從而解決了51系列I/O腳為高電平時同為輸入和輸出的狀態(tài)。當置位1時為輸入狀態(tài)，且不管該腳呈高電平或低電平，對外均呈高阻狀態(tài);置位0時為輸出狀態(tài)，不管該腳為何種電平，均呈低阻狀態(tài)，有相當?shù)尿?qū)動能力，低電平吸人電流達25mA，高電平輸出電流可達20mA。相對于51系列而言，這是一個很大的優(yōu)點，它可以直接驅(qū)動數(shù)碼管顯示且外電路簡單。它的A/D為10位，能滿足精度要求。具有在線調(diào)試及編程功能。
該系列單片機的專用寄存器)并不像51系列那樣都集中在一個固定的地址區(qū)間內(nèi)(80～FFH)，而是分散在四個地址區(qū)間內(nèi)，即存儲體0(Bank0：00-7FH)、存儲體1(Bankl：80-FFH)、存儲體2(Bank2：100-17FH)、存儲體3(Bank3：180-1FFH)。只有5個專用寄存器PCL、STATUS、FSR、PCLATH、INTCON在4個存儲體內(nèi)同時出現(xiàn)。在編程過程中，少不了要與專用寄存器打交道，得反復(fù)地選擇對應(yīng)的存儲體，也即對狀態(tài)寄存器STATUS的第6位(RPl)和第5位(RPO)置位或清零。這多少給編程帶來了一些麻煩。對于上述的單片機，它的位指令操作通常限制在存儲體0區(qū)間(00～7FH)。數(shù)據(jù)的傳送和邏輯運算基本上都得通過工作寄存器w(相當于5l系列的累加器A)來進行，而51系列的還可以通過寄存器相互之間直接傳送(如：MOV30H，20H;將寄存器20H的內(nèi)容直接傳送至寄存器30H中)，因而PIC單片機的瓶頸現(xiàn)象比51系列還要嚴重，這在編程中很有感受。
3、AVR單片優(yōu)缺點分析
AVR單片機其顯著的特點為高性能、高速度、低功耗。它取消機器周期，以時鐘周期為指令周期，實行流水作業(yè)。AVR單片機指令以字為單位，且大部分指令都為單周期指令。而單周期既可執(zhí)行本指令功能，同時完成下一條指令的讀取。通用寄存器一共32個(RO-R31)，前16個寄存器(R0～R15)都不能直接與立即數(shù)打交道，因而通用性有所下降。而在5l系列中，它所有的通用寄存器(地址00-7FH)均可以直接與立即數(shù)打交道，顯然要優(yōu)于前者。
綜合來看，AVR與51、PIC單片機相比具有一系列的優(yōu)點，用通俗的說法主要體現(xiàn)在這幾個方面：
(1)在相同的系統(tǒng)時鐘下AVR運行速度最快;
(2)、所有AVR單片機的FLASH、EEPROM蓄存器都可以反復(fù)燒寫、支持在ISP在線編程(燒寫)，入門費用非常少;
(3)片內(nèi)集成多種頻率的RC振蕩器、上電自動復(fù)位、看門狗、啟動延時等功能，使得電路設(shè)計變得非常簡單;
(4)每個IO口作輸出時都可以輸出很強的高、低電平，作輸入時IO口可以是高阻抗或者帶上拉電阻;
(5)片內(nèi)具有豐富實用的資源，如AD模數(shù)器、DA數(shù)模器，豐富的中斷源、SPI、USART、TWI通信口、PWM等等;
(6)片內(nèi)采用了先進的數(shù)據(jù)加密技術(shù)，大大的提高了破解的難度;(7)、片內(nèi)FLASH空間大、品種多，引腳少的有8腳，多的有64腳等各種封裝(8)、部分芯片的引腳兼容51系列，代換容易，如ATTIny2313兼容AT89C2051，ATmega8515/162兼容AT89S51等。
在抗干擾方面，主要還是和開發(fā)者的水平有關(guān)，而一定要說哪種單片機的抗干擾強，哪種弱，其實標準不一樣，結(jié)果也不一樣。人們普遍認為pic的抗干擾很強，但那是C系列，現(xiàn)在集成內(nèi)部Flash的F系列要差許多，特別是早期出廠的幾批。
avr系列單片機普遍被認為抗干擾性能是比較差的，曾經(jīng)有人列出了一個表格，使用日本的測試方法，結(jié)果是avr排在了最后，其實對于一般的應(yīng)用也沒什么問題。各種單片機都有各自的優(yōu)缺點，你可以根據(jù)自己熟悉的情況來選擇合適自己的應(yīng)用芯片。 對于開發(fā)者而言，根據(jù)項目的具體需求來具體選擇。
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