1.3 单片机系统分类

单片机类型比较多，主要包括MCS-51单片机、AVR单片机、PIC单片机。下面分别介绍。

1.3.1 MCS-51单片机

MCS-51系列单片机是Intel公司开发的非常成功的产品，具有性价比高、稳定、可靠、高效等特点。自从开放技术以来，不断有其他公司生产与MCS-51兼容或者具有与MCS-51相似内核的单片机。MCS-51已成为当今8位单片机中具有事实标准意义的单片机，应用非常广泛。

MCS-51按系列又分为如下几类。

（1）8031/8051/8751/8951。这4种芯片常称为8051子系列，它们之间的区别仅在于片内程序存储器不同。8031无片内程序存储器，8051片内有4KB的ROM，8751片内有4KB的EPROM，8951片内存储器是Flash型的，其他结构相同。其中8031易于开发，价格低廉，应用广泛。

（2）8032/8052/8752。这是8031/8051/8751的改进型，常称为8052子系列。其片内ROM和RAM比8051各增加1倍，ROM为8KB，RAM为256B；另外增加了一个定时器计数器和一个中断源。

（3）80C31/80C51/87C51。这3个型号是8051子系列的CHMOS型芯片，可称为80C51子系列，两者功能兼容。CHMOS型芯片的基本特点是高集成度和低功耗。

（4）其他系列产品。有80C52、80C54、80C58等。

1.3.2 AVR单片机

20世纪90年代初，ATMEL公司把EEPROM及Flash技术巧妙地用于特殊的集成电路，推出了AT90系列单片机。AT90系列单片机是增强RISC内载Flash的单片机，AVR单片机内部32个寄存器全部与ALU直接连接，突破瓶颈限制，每1MHz可实现1Mbit/s的处理能力；内置1～128KB的Flash ROM，内部集成有UART、SPI、PWM、WDT、10位A/D等器件；片内EEPROM可做系统内下载；支持C语言及汇编语言编程；采用可多次擦写的Flash存储器，给用户的开发生产和维护带来了方便；具有省电模式，更低的功耗（4MHz/3V，掉电模式时工作电流小于1μA），良好的抗干扰性。绝大部分AVR单片机支持程序的在线编程（ISP），还支持在线应用编程（IAP）。AVR单片机是一种高速单片机，其机器周期等于时钟周期，绝大部分指令为单周期指令。AVR系列单片机的端口有较强的负载能力，可以直接驱动LED，新版MEGA系列的I/O口驱动能力达到了40mA，具有多种封装形式满足不同用户的需求，完全免费的开发环境，包括汇编器、支持汇编和高级语言源代码级调试的模拟和仿真环境。

AVR单片机系列齐全，可适应各种不同场合的要求。

AVR单片机有以下3个档次。

（1）低档Tiny系列AVR单片机，主要有Tiny 11/12/13/15/26/28等。

（2）中档AT90S系列AVR单片机，主要有AT90S 1200/2313/8515/8535等。随着单片机技术的发展，这一系列单片机逐渐被淘汰或转型到Mega系列。

（3）高档ATmega系列AVR单片机，主要有Atmega 8/16/32/64/128，以及Atmega 8515/8535等。

1.3.3 PIC单片机

由美国Microchip公司推出的PIC单片机系列，是较早采用RISC（Reduced Instruction Set Computer，精简指令集）结构的嵌入式微控制器。PIC单片机突破了传统单片机对PC机在结构上的依赖性，并具备哈佛总线的存储器结构、两级流水线指令结构、单周期指令等技术，从而在单片机硬件结构上独辟蹊径，大大提高了系统运行的效率。除此以外，PIC单片机还包括高速度、低电压、低功耗、大电流LCD驱动能力和低价位OTP技术，自带看门狗定时器，可以用来提高程序运行的可靠性，具有睡眠和低功耗模式。PIC单片机产品的性能与价格比较高，有多种型号可满足不同层次的应用要求。

PIC系列单片机分为8位单片机、16位单片机和32位单片机，每种产品都包含了多种型号。

1.PIC的8位单片机

PIC的8位单片机是目前应用最广泛的单片机之一，按指令的位数，可分为3个种类：基本级产品、中级产品和高级产品。其中每种产品又包含了多种型号，所有的产品都提供OTP或Flash存储，低电压和低功耗选择，多种封装选择。

1）基本级产品

该级产品的特点是低价位，如PIC16C5X，适用于各种对成本要求严格的家电产品。又如PIC12C5XX是世界上第一个8引脚的低价位单片机，体积很小，完全可以应用在以前不能使用单片机的家电产品中。

2）中级产品

该级产品是PIC最丰富的品种系列。它在基本级产品上进行了改进，并保持了很高的兼容性。外部结构也有多种，从8引脚到68引脚的各种封装。该级产品性能很高，内部带有A/D转换器、EEPROM数据存储器、比较器输出、PWM输出、I2C和SPI等接口。PIC中级系列产品适用于各种高、中、低档的电子产品中。

3）高级产品

该产品如PIC18系列，其特点是速度快，适用于高速数字运算的应用场合中。PIC18系列是PIC 8位单片机中的高级产品，具有16位指令字的高性能结构，也是目前世界上8位单片机中运行速度最快的产品之一，它具备了一个指令周期内（最短160ns）完成8位×8位二进制乘法运算的能力，可以在一些需要高速数字运算的应用场合中取代DSP（数字信号处理器）。PIC 18包含了丰富的CAN、USB、ZigBee、TCP/IP等外设接口，并可以外接扩展EPROM和RAM，使之成为目前8位单片机中性能最高的机种之一，广泛应用于高、中档电子设备。

2.PIC的16位单片机

PIC的16位单片机包括PIC24F系列、PIC24H系列、dsPIC30系列、dsPIC33系列。

Microchip公司于2005年正式进入16位单片机市场，其首个16位单片机系列是PIC24系列。PIC24采用RISC结构，其指令宽度为24位，一些16位系统要用2个指令完成的命令在PIC24中只需要1个指令即可，因此完成同样的任务其指令代码总长度相对于其他同类产品要小，兼顾到了用户在速度与代码长度方面的要求。

除了通用单片机产品外，Microchip还结合DSP强大的运算能力，针对电机控制应用推出16位数字信号控制器dsPIC33F系列，该系列产品内核集成了1个DSP引擎和两个累加器，带有PWM和正交编码接口，可以实现对电机，如步进电机的精确控制。

3.PIC的32位单片机

PIC32系列产品能够在最高80MHz频率下运行，提高强大的代码及数据存储能力，具有最大512KB的闪存和32KB的RAM。该系列还包含一应俱全的集成外设，可大大降低整体设计的复杂性及成本。其中包括多种通信外设，一个支持外接存储器及显示装置的16位并行主控接口，以及一个单电源片上稳压器。