1980年，英特爾推出了功能有限的8位單片機(jī)，即MCS-51。在推出后的短短幾年內(nèi)，8051設(shè)計(jì)引領(lǐng)了嵌入式市場(chǎng)，多家制造商推出了自己的8051版本。8051單片機(jī)提供了引人注目的功能，隨著越來(lái)越多的設(shè)計(jì)不斷涌現(xiàn)，該架構(gòu)的增長(zhǎng)也不斷增加，由此衍生出多種產(chǎn)品。

早在1980年代，幾乎沒(méi)有與8051架構(gòu)具有可比性的單片機(jī)作為嵌入式產(chǎn)品的最佳選擇。幾十年后，為什么8051單片機(jī)仍然保持著活力？

當(dāng)今的8051單片機(jī)應(yīng)用

對(duì)8位單片機(jī)架構(gòu)的持續(xù)改進(jìn)，即使在具有成本競(jìng)爭(zhēng)力的32位單片機(jī)的情況下也能幫助他們保持單片機(jī)的銷量。當(dāng)今的8位單片機(jī)仍在使用新的和傳統(tǒng)的嵌入式插座，這些插座需要更低的價(jià)格，超低的功耗以及較小的物理尺寸。例如，一個(gè)8位（一個(gè)字節(jié)）寬的處理器比16位或32位單片機(jī)消耗的功率更少。基于Cortex M7的32位單片機(jī)可以以數(shù)百M(fèi)Hz的速度進(jìn)行處理，但是傳統(tǒng)的8位單片機(jī)的使用在市場(chǎng)上并沒(méi)有下降。

許多商業(yè)產(chǎn)品供應(yīng)商仍然出于各種原因信任8051單片機(jī)，其中最突出的特點(diǎn)是低成本和低功耗。盡管功能和舊架構(gòu)受到限制，但8051仍在某些無(wú)線通信產(chǎn)品中使用。最新的HC-10藍(lán)牙模塊基于8051內(nèi)核。盡管16位或32位單片機(jī)可以代替8051提供的功能，但是8位單片機(jī)對(duì)于許多產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠。保留8位單片機(jī)的另一個(gè)原因是，與16位和32位單片機(jī)相比，8位單片機(jī)易于編程和故障排除，因?yàn)閷?shí)際上需要尋址，調(diào)試和研究的位數(shù)更少。

基于8051單片機(jī)的設(shè)備的示例包括藍(lán)牙小工具，在無(wú)線功率計(jì)的通信系統(tǒng)內(nèi)部使用的無(wú)線收發(fā)器等。毫無(wú)疑問(wèn)，基于32位內(nèi)核的現(xiàn)代收發(fā)器非常有效，但是8051單片機(jī)適用于低成本產(chǎn)品，尤其是那些每單位節(jié)省1％的成本在大批量生產(chǎn)中具有巨大意義的產(chǎn)品。

除商用產(chǎn)品外，8051單片機(jī)仍然活躍于學(xué)術(shù)活動(dòng)中。許多學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)仍然更喜歡8051的體系結(jié)構(gòu)和編程來(lái)教授基本的嵌入式系統(tǒng)和相關(guān)主題。例如，就操作、內(nèi)存、尋址等方面的詳細(xì)研究而言，將大腦包裹在8位構(gòu)造上比16位或32位容易得多。項(xiàng)目開(kāi)發(fā)板廣泛用于指導(dǎo)活動(dòng)，這就是為什么今天仍然需要基于8051的開(kāi)發(fā)套件的原因。

除了8051單片機(jī)外，許多其他8位單片機(jī)也已進(jìn)入商用產(chǎn)品。毫無(wú)疑問(wèn)，Microchip是8位單片機(jī)的最大供應(yīng)商。Microchip的低成本8位芯片隨附免費(fèi)工具，這些工具還支持8位單片機(jī)作為低成本選擇。8位單片機(jī)可以完成超出預(yù)期的工作。

考慮到許多應(yīng)用程序不需要大量的快速計(jì)算，因此8位單片機(jī)可以以較高的時(shí)鐘頻率運(yùn)行。例如，某些應(yīng)用程序僅需要每分鐘檢查一次狀態(tài)。因此，對(duì)于許多應(yīng)用而言，8位單片機(jī)綽綽有余。在許多情況下，中央處理器是大多數(shù)具有多個(gè)外圍設(shè)備的設(shè)備的微型部件。與32位單片機(jī)相比，Atmel 8051單片機(jī)的外圍設(shè)備有某些限制。但是，在單片機(jī)的許多應(yīng)用中，外圍設(shè)備足以用于開(kāi)發(fā)不涉及密集，高速處理的產(chǎn)品。

幾個(gè)通用輸入/輸出（GPIO）線，脈沖寬度調(diào)制（PWM） ，并且一些閃速存儲(chǔ)器可以是適合于小規(guī)模的項(xiàng)目。但是，一個(gè)重大缺點(diǎn)是8051單片機(jī)不支持模數(shù)轉(zhuǎn)換（ADC），必須將一個(gè)外部ADC連接到該ADC才能讀取模擬信號(hào)。盡管如此，仍有許多具有集成ADC的8位單片機(jī)，例如Microchip的ATtiny202 / 402 AVR 單片機(jī)。但是，帶有ADC的32位單片機(jī)通常在芯片上具有多個(gè)ADC通道。一些8位單片機(jī)在芯片上具有數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）。盡管如此，與32位單片機(jī)相比，8051單片機(jī)的成本削減可以實(shí)現(xiàn)低成本生產(chǎn)。

內(nèi)存也是8位和更高位單片機(jī)之間的差異區(qū)域。例如，8051單片機(jī)中的64 KB閃存不足以進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，而ATSAMS70Q20B 單片機(jī)之類的32位單片機(jī)具有2 MB閃存。并非每個(gè)單片機(jī)項(xiàng)目都需要高達(dá)2 MB的閃存。

最后，的確，大多數(shù)8位單片機(jī)在速度，處理能力，對(duì)眾多外設(shè)的支持以及內(nèi)存方面都無(wú)法與32位單片機(jī)匹敵，但是8位單片機(jī)仍然更適合于具有廣泛功能的設(shè)備高處理速度不是必需的。

通訊協(xié)議

傳統(tǒng)的單片機(jī)具有有限的通信協(xié)議，但隨著時(shí)間的流逝，單片機(jī)不斷發(fā)展。對(duì)于單片機(jī)必須與其他設(shè)備進(jìn)行通信的大量電路，必須使用多種通信協(xié)議。例如，Microchip ATSAMS70Q20B 單片機(jī)支持主控制器局域網(wǎng)（MCAN）、串行外圍設(shè)備接口（SPI）、I2C（內(nèi)部集成電路）、以太網(wǎng)，通用串行總線（USB）和通用異步收發(fā)器（UART）。但是，8051單片機(jī)支持有限的通信協(xié)議，這限制了它在需要多種通信協(xié)議的區(qū)域中的使用。因此，對(duì)于有限的通信協(xié)議，8051單片機(jī)可以達(dá)到目的。

單片機(jī)的功耗

選擇單片機(jī)時(shí)，通常會(huì)特別注意功率預(yù)算和要求。單片機(jī)在運(yùn)行期間會(huì)消耗大量功率，因此閑置和睡眠狀態(tài)的多個(gè)級(jí)別會(huì)在不活動(dòng)期間產(chǎn)生影響。最新的單片機(jī)可以在不活動(dòng)時(shí)進(jìn)入睡眠狀態(tài)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看可以節(jié)省大量功率。傳統(tǒng)的8位單片機(jī)（例如8051）可能沒(méi)有任何此類功能。不活動(dòng)期間的睡眠狀態(tài)會(huì)對(duì)功耗產(chǎn)生很大影響，因此較早的單片機(jī)比具有其他等效功能的現(xiàn)代單片機(jī)消耗更多的功率。

以上就是英銳恩單片機(jī)開(kāi)發(fā)工程師分享的有關(guān)8位單片機(jī)的發(fā)展前景分析。英銳恩專注單片機(jī)應(yīng)用方案設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，提供8位單片機(jī)、16位單片機(jī)、32位單片機(jī)、運(yùn)算放大器和模擬開(kāi)關(guān)。