摘要：avr單片機(jī)和stm32單片機(jī)是目前使用較廣泛的單片機(jī)，那么avr單片機(jī)和stm32單片機(jī)有什么區(qū)別呢？有什么優(yōu)劣勢(shì)呢？

　　一、AVR單片機(jī)介紹

　　AVR單片機(jī)是1997年由ATMEL公司研發(fā)出的增強(qiáng)型內(nèi)置Flash的RISC（Reduced Instruction Set CPU） 精簡(jiǎn)指令集高速8位單片機(jī)?？梢詮V泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)外部設(shè)備、工業(yè)實(shí)時(shí)控制、儀器儀表、通訊設(shè)備、家用電器等各個(gè)領(lǐng)域。

　　avr單片機(jī)特點(diǎn)：

　　1. avr系列沒(méi)有類(lèi)似累加器A的結(jié)構(gòu)，它主要是通過(guò)R16～R31寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)A的功能。在avr中，沒(méi)有像51系列的數(shù)據(jù)指針DPTR，而是由X（由 R26、R27組成）、Y（由R28、R29組成）、Z（由R30、R31組成）三個(gè)16位的寄存器來(lái)完成數(shù)據(jù)指針的功能（相當(dāng)于有三組DPTR），而且 還能作后增量或先減量等的運(yùn)行，而在51系列中，所有的邏輯運(yùn)算都必須在A中進(jìn)行;而avr卻可以在任兩個(gè)寄存器之間進(jìn)行，省去了在A中的來(lái)回折騰，這些 都比51系列出色些

　　2. avr的專(zhuān)用寄存器集中在00～3F地址區(qū)間，無(wú)需像pic那樣得先進(jìn)行選存儲(chǔ)體的過(guò)程，使用起來(lái)比pic方便。avr的片內(nèi)RAM的地址區(qū)間為 0～00DF（AT90S2313） 和0060～025F（AT90S8515、AT90S8535），它們占用的是數(shù)據(jù)空間的地址，這些片內(nèi)RAM僅僅是用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的，通常不具備通用寄 存器的功能。當(dāng)程序復(fù)雜時(shí)，通用寄存器R0～R31就顯得不夠用;而51系列的通用寄存器多達(dá)128個(gè)（為avr的4倍），編程時(shí)就不會(huì)有這種感覺(jué)。

　　3. avr的I/O腳類(lèi)似pic，它也有用來(lái)控制輸入或輸出的方向寄存器，在輸出狀態(tài)下，高電平輸出的電流在10mA左右，低電平吸入電流20mA。這點(diǎn)雖不如pic，但比51系列還是要優(yōu)秀。

　　AVR單片機(jī)優(yōu)點(diǎn)：

　　AVR單片機(jī)是Atmel公司推出的較為新穎的單片機(jī)，其顯著的特點(diǎn)為高性能、高速度、低功耗。它取消機(jī)器周期，以時(shí)鐘周期為指令周期，實(shí)行流水作 業(yè)。AVR單片機(jī)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(shí)完成下一條指令的讀取。通常時(shí)鐘頻率用4～8MHz，故 最短指令執(zhí)行時(shí)間為250～125ns。

　　avr單片機(jī)缺點(diǎn)：

　　1. 是沒(méi)有位操作，都是以字節(jié)形式來(lái)控制和判斷相關(guān)寄存器位的

　　2. C語(yǔ)言與51的C語(yǔ)言在寫(xiě)法上存在很大的差異，這讓從開(kāi)始學(xué)習(xí)51單片機(jī)的朋友很不習(xí)慣

　　3. 通用寄存器一共32個(gè)（R0～R31），前16個(gè)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51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。

　　最多的器件：ATUC64L3U、ATxmega64A1U、AT90S8515

　　每種MCU都有自身的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)，與其它8-bit MCU相比，avr 8-bit MCU最大的特點(diǎn)是：

　　● 哈佛結(jié)構(gòu)，具備1MIPS / MHz的高速運(yùn)行處理能力；

　　● 超功能精簡(jiǎn)指令集（RISC），具有32個(gè)通用工作寄存器，克服了如8051 MCU采用單一ACC進(jìn)行處理造成的瓶頸現(xiàn)象；

　　● 快速的存取寄存器組、單周期指令系統(tǒng)，大大優(yōu)化了目標(biāo)代碼的大小、執(zhí)行效率，部分型號(hào)FLASH非常大，特別適用于使用高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)；

　　● 作輸出時(shí)與pic的HI/LOW相同，可輸出40mA（單一輸出），作輸入時(shí)可設(shè)置為三態(tài)高阻抗輸入或帶上拉電阻輸入，具備10mA-20mA灌電流的能力；

　　● 片內(nèi)集成多種頻率的RC振蕩器、上電自動(dòng)復(fù)位、看門(mén)狗、啟動(dòng)延時(shí)等功能，外圍電路更加簡(jiǎn)單，系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠；

　　● 大部分avr片上資源豐富：帶E2PROM，PWM，RTC，SPI，UART，TWI，ISP，AD，Analog Comparator，WDT等；

　　● 大部分avr除了有ISP功能外，還有IAP功能，方便升級(jí)或銷(xiāo)毀應(yīng)用程序。

　　● 性?xún)r(jià)比高。

　　AVR單片機(jī)用途應(yīng)用

　　市場(chǎng)角度

　　性?xún)r(jià)比：AVR大部分型號(hào)的性?xún)r(jià)比較高，性?xún)r(jià)比表現(xiàn)突出的型號(hào)有：atmega48、atmega8、atmega16、atmega169P。

　　供貨方面：通用型號(hào)的AVR供貨較為穩(wěn)定，非常規(guī)型號(hào)的AVR樣品及供貨仍存在問(wèn)題。

　　市場(chǎng)占有率：AVR的市場(chǎng)占有率還是不如PIC與51，但AVR的優(yōu)點(diǎn)使得AVR的市場(chǎng)占有一直在擴(kuò)展，AVR的年用量也一直在上漲。

　　應(yīng)用區(qū)域

　　AVR已被廣泛用于：

　　空調(diào)控制板

　　打印機(jī)控制板

　　智能電表

　　智能手電筒

　　LED控制屏

　　醫(yī)療設(shè)備

　　GPS

　　avr單片機(jī)典型應(yīng)用電路圖

　　二、stm32單片機(jī)介紹

　　由ST廠商推出的stm32系列單片機(jī)，行業(yè)的朋友都知道，這是一款性?xún)r(jià)比超高的系列單片機(jī)，應(yīng)該沒(méi)有之一，功能及其強(qiáng)大。其基于專(zhuān)為要求高性能、低成 本、低功耗的嵌入式應(yīng)用專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的ARM Cortex-M內(nèi)核，同時(shí)具有一流的外設(shè)：1μs的雙12位ADC，4兆位/秒的UART，18兆位/秒的SPI等等，在功耗和集成度方面也有不俗的表 現(xiàn)，當(dāng)然和MSP430的功耗比起來(lái)是稍微遜色的一些，但這并不影響工程師們對(duì)它的熱捧程度，由于其簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和易用的工具再配合其強(qiáng)大的功能在行業(yè)中赫赫有名。

　　特性：

　　1．內(nèi)核：ARM32位Cortex-M3CPU，最高工作頻率72MHz，1.25DMIPS/MHz，單周期乘法和硬件除法

　　2．存儲(chǔ)器：片上集成32-512KB的Flash存儲(chǔ)器。6-64KB的SRAM存儲(chǔ)器

　　3．時(shí)鐘、復(fù)位和電源管理：2.0-3.6V的電源供電和I/O接口的驅(qū)動(dòng)電壓。POR、PDR和可編程的電壓探測(cè)器（PVD）。4-16MHz的晶 振。內(nèi)嵌出廠前調(diào)校的8MHz RC振蕩電路。內(nèi)部40 kHz的RC振蕩電路。用于CPU時(shí)鐘的PLL。帶校準(zhǔn)用于RTC的32kHz的晶振

　　4、調(diào)試模式：串行調(diào)試（SWD）和JTAG接口。最多高達(dá)112個(gè)的快速I(mǎi)/O端口、最多多達(dá)11個(gè)定時(shí)器、最多多達(dá)13個(gè)通信接口

　　使用最多的器件：stm32F103系列、stm32 L1系列、stm32W系列

　　stm32單片機(jī)優(yōu)點(diǎn)：

　　除新增的功能強(qiáng)化型外設(shè)接口外，STM32互連系列還提供與其它STM32微控制器相同的標(biāo)準(zhǔn)接口，這種外設(shè)共用性提升了整個(gè)產(chǎn)品家族的應(yīng)用靈活性，使開(kāi)發(fā)人員可以在多個(gè)設(shè)計(jì)中重復(fù)使用同一個(gè)軟件。新STM32的標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)包括10個(gè)定時(shí)器、兩個(gè)12位1-Msample/s 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 （交錯(cuò)模式下2-Msample/s）、兩個(gè)12位數(shù)模轉(zhuǎn)換器、兩個(gè)I2C接口、五個(gè)USART接口和三個(gè)SPI端口。新產(chǎn)品外設(shè)共有12條DMA通道，還有一個(gè)CRC計(jì)算單元，像其它STM32微控制器一樣，支持96位唯一標(biāo)識(shí)碼。

　　新系列微控制器還沿續(xù)了STM32產(chǎn)品家族的低電壓和節(jié)能兩大優(yōu)點(diǎn)。2.0V到3.6V的工作電壓范圍兼容主流的電池技術(shù)，如鋰電池和鎳氫電池，封裝還設(shè)有一個(gè)電池工作模式專(zhuān)用引腳Vbat。以72MHz頻率從閃存執(zhí)行代碼，僅消耗 27mA電流。低功耗模式共有四種，可將電流消耗降至兩微安。從低功耗模式快速啟動(dòng)也同樣節(jié)省電能；啟動(dòng)電路使用STM32內(nèi)部生成的8MHz信號(hào)，將微控制器從停止模式喚醒用時(shí)小于6微秒。

　　STM32由于有各種外設(shè) 操作起來(lái)簡(jiǎn)單，可以處理模擬以及數(shù)字信號(hào)，適用于設(shè)計(jì)的控制電路

　　stm32缺點(diǎn)：

　　STM32是跑指令的，適合跑算法，但是針對(duì)多路的信號(hào)處理就需要很多片DSP來(lái)并行處理。

　　三、stm32與pic、avr單片機(jī)的對(duì)比分析

　　下表格對(duì)avr、pic和STM32這三種系列的單片機(jī)進(jìn)行比較，對(duì)象都選擇各個(gè)系列的64腳封裝的芯片，其中Mega128和pic18F6680均為其所在系列中高端芯片。通過(guò)表格可以看出不管在處理速度，外圍設(shè)備還是價(jià)格上，STM32都具有非常大的優(yōu)勢(shì)，唯一不足之處就是stm32暫時(shí)還未集成內(nèi)部EEPROM，但可以使用Flash的IAP功能來(lái)替代，在可靠性上應(yīng)該更高點(diǎn)。

　　在使用C語(yǔ)言編程方面，pic的體系結(jié)構(gòu)是最不適合的，且編譯軟件無(wú)法與ＧＣＣ，keilc相比。

　　在抗干擾方面，主要還是和開(kāi)發(fā)者的水平有關(guān)，而一定要說(shuō)哪種單片機(jī)的抗干擾強(qiáng)，哪種弱，其實(shí)標(biāo)準(zhǔn)不一樣，結(jié)果也不一樣。人們普遍認(rèn)為pic的抗干擾很強(qiáng)，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(jī)普遍被認(rèn)為抗干擾性能是比較差的，曾經(jīng)有人列出了一個(gè)表格，使用日本的測(cè)試方法，結(jié)果是avr排在了最后，其實(shí)對(duì)于一般的應(yīng)用也沒(méi)什么問(wèn)題。STM32是由著名的ST公司生產(chǎn)的，該公司一直致力于電機(jī)控制芯片的研發(fā)生產(chǎn)，而且做的很出色，我想抗干擾應(yīng)該沒(méi)什么問(wèn)題，至少不會(huì)比前兩種差。

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