单片机现在铺天盖地，种类繁多，让开发者应接不暇，发展相当迅速。从20世纪80年代开始，从当时的四位八位发展到各种高速单片机。
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在速度、内存、功能等方面，各厂商也纷纷参差不齐。与此同时，涌现出一大批具有代表性的单片机制造商：Atmel、TI、ST、MicroChip、ARM…… 此外，国内外STC单片机也是值得称赞的。
以下为您带来51，MSP430、STM32、TMS、PIC、AVR、STC比较单片机的优缺点和功能。
51单片机
当然，应用最广泛的8位单片机也是初学者最容易学习的单片机，最早由Intel由于其典型的结构和完善的总线专用寄存器集中管理，许多逻辑操作功能和丰富的控制指令系统被称为一代经典，为其他单片机的未来发展奠定了基础。目前，在教学场合和性能要求较低的场合得到了广泛的应用。
特点
51单片机之所以成为经典，主要具有以下特点：
从内部硬件到软件有一个完整的位置操作系统，称为位置处理器，处理对象不是单词或字节，而是位置。它不仅可以处理电影中某些特殊功能寄存器的位置，如传输、位置、清除、测试等，还可以进行位置的逻辑操作，其功能非常完整，使用方便。
同时在片内RAM该区间还特别开放了一个双功能地址区间，使用非常灵活，这无疑为用户提供了极大的便利。
乘法和除法指令也给编程带来了便利。很多八位单片机没有乘法功能，做乘法的时候要编一段程序调用，很不方便。
缺点
51单片机虽然经典，但缺点明显。
AD、EEPROM等功能需要靠扩展，增加了硬件和软件负担。
虽然I/O脚使用简单，但高电平时无输出能力，这也是51系列单片机最大的弱点。
运行速度太慢，尤其是双数据指针，可以改进，给编程带来极大的便利。
51保护能力差，芯片容易烧坏。
MSP430单片机
MSP430系列单片机是1996年开始推向市场的16位超低功耗混合信号处理器。最大的亮点是功耗低，速度快。汇编语言使用灵活，搜索网站的方，指令少，使用方便。这主要是因为它将许多模拟电路、数字电路和微处理器集成到芯片上，以提供单片解决方案。广泛应用于低功耗、超低功耗的工业场所。
特点
MSP430单片机的快速发展和应用范围的扩大主要取决于以下特点。
强大的处理能力，采用精简指令集(RISC)结构丰富，寻址方式丰富( 7 种源操作数寻址， 4 种目操作数寻址)，简单 27 条内核指令和大量模拟指令；大量的寄存器和片内数据存储器可以参与各种操作；还有高效的查表指令；处理速度高，在 8MHz 晶体驱动下指令周期为 125 ns 。这些特点保证了高效源程序的编制。
在运算速度方面 8MHz 在晶体的驱动下实现 125ns 指令周期；16 位数据宽度， 125ns 一些算法(如指令周期和多功能硬件乘法器(可以乘加)，可以实现数字信号处理(如 FFT 等)。
超低功耗，MSP430 单片机功耗超低的原因是它在降低芯片的电源电压和灵活可控的运行时钟方面有其独特性；电源电压采用 1.8~3.6V 因此，电压可以使其存在 1MHz 在时钟条件下运行时， 芯片的电流会在 200~400uA 时钟关闭模式的最低功耗约为 0.1uA。
缺点
可能不容易上手，不适合初学者入门，资料少，只能去官网找。
由于是16位单片机，程序以字为单位，有些指令实际上占据了6个字节，尽管程序表面上很简单， 但与pic单片机占用了很大的空间。
STM32单片机
由ST厂商推出的STM32系列单片机，业内朋友都知道，这是一款性价比高的系列单片机，应该没有一款，功能强大。专门设计的嵌入式应用程序是专门为高性能、低成本、低功耗而设计的ARM Cortex-M内核，外设一流：1μs的双12位ADC，4兆位/秒的UART，18兆位/秒的SPI等等，在功耗和集成方面也有不错的表现，当然和MSP430的功耗略逊一筹，但这并不影响工程师对它的热情，由于其简单的结构和易用的工具以其强大的功能而闻名于行业。
特点
STM32单片机的强大功能主要体现在：
内核：ARM32位Cortex-M3CPU，最高工作频率为72MHz，1.25DMIPS/MHz，单周期乘法和硬件除法。
存储器：32-512KB的Flash存储器；6-64KB的SRAM存储器。
时钟、复位和电源管理：2.0-3.6V电源供电和I/O接口驱动电压；POR、PDR可编程电压探测器(PVD)；4-16MHz晶体振动；8MHz RC内部40的振荡电路 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112个快速接口I/O端口，最多11个定时器，最多13个通信接口。
TMS单片机
这里也提一下TMS虽然系列单片机不是主流。由TI推出的8位CMOS单片机具有多种存储模式和外围接口模式，适用于复杂的实时控制场合。虽然没STM32那么优秀，也没有MSP430那么张扬，但是TMS370C该系列单片机通过整合先进的外围功能模块和各种芯片的内存配置，提供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，工作温度范围广、噪声抑制、高性能、外设功能丰富，使TMS370C该系列单片机在汽车电子、工业电机控制、计算机、通信和消费方面有一定的应用。
PIC单片机
PIC单片机系列是美国微芯公司(Microship)产品分为基本、中、高三个层次，是目前市场份额增长最快的单片机之一，CPU采用RISC分别有33、35、58个指令，属于精简指令集。
同时采用Harvard双总线结构，运行速度快，可以平行处理程序存储器访问和数据存储器访问，指令装配线结构，在一个周期内完成两部分，一是执行指令，二是从程序存储器取出下一个指令，所以一般来说，每个指令只有一个周期，这也是高效运行的原因之一。
特点
PIC单片机之所以成为非常热的单片机，无非是以下特点：
具有低工作电压、低功耗、驱动能力强等特点。PIC单片机系列I/O出口为双向，输出电路为CMOS互补推挽输出电路，I/O脚增加了设置输入或输出状态的方向寄存器，从而解决了51系列问题I/O脚是高电平时输入输出的状态。
当位置1为输入状态时，无论脚是高电平还是低电平，外部都是高电阻状态；位置0为输出状态，无论脚是什么电平，都是低电阻状态，驱动能力相当大，低电平吸入电流达到25mA，高电平输出电流可达20mA。与51系列相比，这是一个很大的优势。
它可以直接驱动数字管显示，外部电路简单。A/D10位，能满足精度要求。有在线调试和编程(ISP)功能。
缺点
其专用寄存器(SFR)不像51系列那样集中在固定的地址范围内(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它同时出现在四个存储器中，但在编程过程中，有必要处理特殊的寄存器，必须反复选择相应的存储器，即状态寄存器STATUS的第6位(RP1)和第5位(RP0)位置或清零。
数据的传输和逻辑操作基本上是通过工作寄存器进行的W(相当于51系列的累加器A)为此，51系列也可以通过寄存器直接传输，因此PIC单片机的瓶颈比51系列更严重，编程中的朋友应该有深刻的理解。
AVR单片机
AVR单片机是Atmel公司推出的新型单片机具有高性能、高速、低功耗等显著特点。以时钟周期为指示周期，取消机器周期，实施流水作业。AVR单片机指令以字为单位，大部分指令为单周期指令。本指令功能可以在单个周期内执行，下一个指令可以读取。通常时钟频率为4~8MHz，因此，最短指令执行时间为250~125ns。
特点
AVR单片功能最近成为热门单片机，其主要特点是：
AVR该系列没有类似累加器A的结构，主要通过R16～R31寄存器实现A的功能。在AVR没有像51系列这样的数据指针DPTR，而是由X(由R26、R27组成)、Y(由R28、R29组成)、Z(由R30、R31组成)三个16位相当于三组)来完成数据指针的功能DPTR)，在51系列中，还可以进行后增量或先减量的操作，所有的逻辑操作都必须在A中进行；AVR但是可以在两个寄存器之间进行，省去了A中的来回折腾，比51系列好。
AVR专用寄存器集中在00~3F不需要像地址区间PIC这样，首先要进行选择存储器的过程，比较使用PIC方便。AVR的片内RAM0~0000的地址区间DF(AT90S2313) 和0060～025F(AT90S8515、AT90S8535)，它们占据了数据空间的地址，在这些电影中RAM仅用于存储数据，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是不够的；51系列通用寄存器多达128个(为AVR4倍)，编程时不会有这种感觉。
AVR的I/O脚类似PIC，在输出状态下，高电平输出电流为10mA左右，低电平吸入电流20mA。这点虽不如PIC，但还是比51系列好。
缺点
无位操作是以字节形式控制和判断相关寄存器位。
C语言和51C语言在写作上有很大的不同，这使得从51单片机开始学习朋友很不习惯。
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，因而通用性有所下降。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。
Freescale单片机
主要针对S08，S12这类单片机，当然Freescale单片机远非于此。Freescale系列单片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的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。
特点
Freescale单片机的特有的特点如下：
全系列：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，弥补单片机业界8/32 位兼容架构中缺失的一环。
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，FEE，FBI，FBILP，FBE，FBELP，STOP这七种工作模式。
多种通讯模块接口：Freescale单片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 SPI，MSCAN08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还具有屏幕显示模块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系列的单片机的功耗没有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与MSP430的不相上下。
STC单片机
说到STC单片机有人会说到，STC也能算主流？基于它是国内还算是比较不错的单片机来说。STC是单时钟/机器周期的单片机，说白了STC单片机是51与AVR的结合体，有人说AVR是51的替代单片机，但是AVR单片机在位控制和C语言写法上存在很大的差异。
而STC单片机结合了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STC单片机是51内核，这给以51单片机为基础的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。
STC单片机是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机51单片机，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，强干扰场合，成为继51单片机后一个全新系列单片机。
特点
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，同时具有宽电压：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)。
STC单片机具有在应用编程，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51单片机的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个外部中断，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的串口，同时还具有先进的指令集结构，兼容普通8051指令集。
