51单片机与ARM等微处理器的选择_arm与51单片机通信

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51单片机与ARM等微处理器的选择（专题分析）

目前，随着微电子技术的发展，生产单片机和ARM的厂家也很多，集成度也越来越高。一些单片机集成了很多常用外围电路，如：AD（数模转换）电路、USB内核、CAN总线、SPI总线、IC总线、PWM、EEPROM等。很多时候，选取一款合适的微处理器（或者微控制器），关系到一个产品的研发周期和生产成本，所以微处理器的选型在整个方案设计中占有很重要的地位。

为了解决这个疑问，我们首先需要分清下面几个概念：单片机、ARM、DSP、FPGA/CPLD，这几个关键词是学习电子的人常见的几种芯片。这几个词要分类的话首先要把FPGA/CPLD和其他的分开，因为FPGA/CPLD的原理和单片机、ARM、DSP不同。

FPGA/CPLD 是通过硬件实现功能的，FPGA是Field－Programmable Gate Array的缩写，即现场可编程门阵列；CPLD是Complex Programmable Logic Device的缩写，即复杂可编程逻辑器件。通过名字可以看出，二者都是可编程的逻辑器件，即实实在在的硬件，通过对硬件编程以实现某种特定功能。简而言之，二者就是一个与非门或者或非门阵列。由于所有的逻辑式子都可以变换成与非结构或者或非结构，因此所有的逻辑功能都可以通过FPGA/CPLD实现，编程后的芯片相当于一个数字芯片，如加法器，移位寄存器等。二者的区别在于FPGA是基于RAM结构的，CPLD是基于ROM机构的，如果我们一个产品里面涉及到很多逻辑处理，尽量选用CPLD甚至FPGA，它能随时根据需要调整逻辑控制关系。再说单片机和ARM及DSP的关系，单片机是“单片微型计算机”的简称；ARM是Advanced RISC Machines的简称，它只是一家微处理器设计企业的名字，因此ARM是他们设定的微处理器的统称；DSP是Digital Signal Proceing的简称，即数字信号处理。了解了这些，我们可以说单片机是所有所有MCU（微型控制单元）的统称，ARM和DSP只是他们的一 种，ARM属于用公司名称的一种称呼，而DSP则是根据功能（数字处理）命名的一种称呼。但是，在行业内，单片机一般特指8位或16位的MCU，在本文中仍采用大家熟悉的叫法，把单片机和ARM放在并列的位置。

一个产品中，是选择单片机还是ARM呢？我们首先得搞清楚51单片机在市场中的应用情况以及将来的发展情况。众所周知，自从ARM出现以来，短短的几年内便出现 了ARM7、ARM9、M3、M4、A8、A9、A10等等多个系列，其性能也得到了飞速发展，以其高性能，低价格，低功耗等优势迅速占领了MCU的江 山，比起当年的51有过之而无不及。作为32位机，其性能是毋庸置疑的，即便是相同的时钟速率，32位机的处理一些数据的速2

度也要快于8位机，如一个32 位的加法运算，8位机至少需要4个周期，而32位机只需要一个周期即可完成。ARM的优势在于较高的处理速度，还有丰富的外设资源，还有就是较大的数据和 程序存储空间。相比之下，51单片机就没有优势了吗？当然不是，51单片机的优势在于小巧的内核，成熟的技术，还有就是 位操作。在相当多的应用场合，我们并不需要ARM如此强大的处理功能和速度，而是只需要简单的控制，51单片机已经完全可以满足实际的需求，这样一 来，ARM的优势便显的不再重要，而51的位操作则是ARM达不到的，也许你会说ARM同样可以实现位操作，但如果你了解的比较深的话会发现，ARM的位操作是通过移位，与或等操作之后实现的，而51单片机则又位寻址空间，是真正的位操作。再一个就是价格，低端的ARM肯定比低端的单片机贵几倍，但一些中档的ARM则要比高端的51单片机便宜了。十几或者几十RMB的ARM的性能 是同价格的51单片机无法比拟的。此外，由于51内核简单，一些高端的51增加的功能使得他们的51单片机操作起来变得异常复杂，而且不同厂家的操作完全不同，这样就增加是使用的难度。综合看来，在高端或者中端应用方面，51单片机已经没有了任何优势，其市场主要是一些老产品或者不想学新东西的老工程师在支撑，其消亡也是必然的。然而在低端应用方面，51仍然可以占有一席之地，除了操作和价格上的微弱优势，其更大的优势在于学习简单。这其实也是在无形中降低了人力成本。因为一个资深的精通ARM的工程师要远远比精通单片机的工程师少得多，也意味着他们的薪资水平要高的多。

总之，一个产品的微控制器如何选择，必须综合考虑多方面的因素。如果是对于成本要求很高的产品，则尽量在满足功能要求的基础上考虑低端的ARM或者单片机。如果对安全性要求很高，功能要求强大，则考虑中高端的ARM芯片。如果有复杂的逻辑控制要求，则最好加上一片CPLD/FPGA芯片。如果要求精度不是很高的AD转换电路时，则采用含有AD内核的单片机或者ARM，或者说，在需要一些常见的外围电路，而有单片机集成了这种电路时，尽量选择这种单片机，以增强整个产品的可靠性。一句话，只选对的，不选贵的。