缺芯时代，如何看待快被遗忘的51单片机

辩证地看待51内核单片机

要回答这个问题，首先需要来看一下传统的51单片机。在有些文章或者书本中，对于51单片机的态度是全面否定的，一旦听到某人要学习或者使用51单片机，则有种“群起而笑之”之势，觉得其主频低，外设少，技术老，然后以这些理由劝退要去学习51单片机的同学。其实，这个态度是非常武断的，必须被批判，虽然现在32位的单片机遍地都是，但是对于一些成本为首位的产品，8位机无疑还是有很大的价格优势的。而市面上最多的8位单片机产品，内核架构最普遍的还是51。批判51单片机不行的人，出发点无疑就是外设少，外部晶振12分频的硬伤这两点，然而这两点只不过是它们印象中的十几年前的51单片机产品。时代在发展，51单片机也在发展，为了区别那些全盘否定51单片机的人口中的“51单片机”，不断发展的51单片机一般被称为“增强型51单片机”。

接下来，我们用辩证的眼光，再来审视一下现在的“增强型51单片机”。

“增强型51单片机”保留了51单片机开发简单，内部结构简单，价格低廉等优点，弥补了传统51单片机的一些不足，增加了主流的外设资源。介于此，“增强型51单片机”的性价比到目前为止还是非常突出，新手上手程度也很简单，有点51单片机基础的，稍微看一下数据手册就可以直接使用。

但是，无论利用何种形式去增强51单片机，51单片机结构的一些致命硬伤是永远存在的，比如用于操作特殊功能寄存器的寻址，在C语言开发中只能利用C51独有的“sfr”关键词去定义特殊功能寄存器，而“sfr”又不是标准C中的关键词，因此51单片机的程序有一部分是无法直接移植到其他平台上去的。中断关键词“interrupt”也是一样。

辩证地看待其优缺点，“增强型51单片机”非常值得花时间学一学。

发展的眼光看51单片机

我们所说的51单片机，用现在比较潮流的说法应该是“MCS51内核”的单片机。如果这么分类的话，51单片机最早的型号其实是8031单片机，这个单片机的内核和现在的“51内核”基本一致，不过它是一个内部没有存储器（ROM）的芯片，在使用的时候，需要外部扩展存储器，非常麻烦。如图1所示。

图1 51单片机外部存储器扩展示意

等到后来的8051单片机，就开始在内部继承ROM，这样可以减少由于外扩存储器带来的烦恼，从而简化了电路结构，降低了元器件成本。

最早的51单片机存储器是EPROM，因此它是需要通过特殊的编程器来烧写程序，而程序擦除时，也需要将单片机曝光在光线下半小时以上才能擦除，而这种EPROM存储程序不稳定，擦写次数也有限，其外形如图2所示。

图2 EPROM的51单片机

为了解决这个问题，FLASH等先进的存储器技术被用到了51单片机上，因此实现了可重复多次擦写，甚至后面多种在应用编程（IAP），在系统编程（ISP）方式也被用到了51单片机上，现在的51单片机，利用一根串口线就可以实现程序的烧写，非常方便。

51单片机的程序烧写问题被flash解决了，后面随着应用程序的需求，51单片机的程序开发难度越来越大，因此一些厂商推出了一些可以在线调试的芯片，在程序开发的时候，利用带调试功能的51单片机进行程序开发，做产品时，将调试好的程序烧录到51单片机即可。后来的一些增强型51单片机，可以直接支持程序调试，如我们使用的STC8A，可以直接使用一根串口线和Keil软件进行程序调试。如图3所示。

图3 程序在线调试界面

传统的51单片机，内存只有几百个字节，程序存储器也小得可怜，而且其外设支持非常有限，只支持2个外部中断，2个定时计数器，1个串口，这样的芯片，放到现在来看，根本满足不了任何应用。尽管如IIC，SPI的外设我们都可以使用IO去模拟，但是模拟外设的程序会占据大量的代码空间，同时，为了满足时序需求所增加的延迟，也浪费了宝贵的CPU资源。为了解决这个问题，目前的增强型51单片机外设变得琳琅满目，如STC8A的内存最大可达到8K byte，程序存储器最大可达到64K byte，而其外设资源有5个外部中断，5个定时计数器，4个高速串口，4组16位的PCA模块，8组15位增强型带死区控制PWM，SPI，IIC，12位精度15通道的ADC（采样率800K），GPIO支持准双向，强推挽，开漏，高阻等模式。并且内置最高24MHz的高精度RC振荡器。这个配置放在目前的8位机市场，甚至是低端32位机市场，也拿得出手。具体如图1-1-4所示。

图4 STC8A的配置

除此之外，51单片机特有的12分频瓶颈也早已被弥补，现在的51单片机更多的是1T的单片机。

用发展的眼光来看，增强型51单片机经过国内外四十几年的发展早就与时俱进，满足了市场需求，经住了产品考验。在过去16位单片机，如今32位单片机轮番挤压下，还能保留自己的市场地位。

芯圣电子增强型8位触摸单片机——HC89F3XX1系列

HC89F3XX1系列是芯圣电子推出的增强型8位触摸单片机，内置增强型 8051 内核，拥有最大32K的ROM、256Bytes的IRAM以及1K的XRAM；HC89F3XX1系列拥有丰富的外设资源，包括5个16位的定时/计数器、3组12位带死区控制互补与1组8位的PWM、最高16+2 路12位的ADC、1个SPI、2个UART 以及1个IIC；HC89F3XX1 全系列支持引脚映射，并配备完整的触摸库。

以下为该系列目前在售的三款型号及对应参数：

HC89F3XX1系列拥有多种封装，资源丰富，具有高性价比的优势，可以广泛应用于市面上消费类产品，例如 空气炸锅、 饭煲、取暖器、空气净化器等。

HC89F3XX1系列采用市面上主流的keil开发环境，搭配芯圣电子自研的HC-LINK仿真器和HC-PM51烧录器，使用户的开发更为方便快捷。此外，芯圣电子还配备了专业的FAE团队，为用户的开发之旅保驾护航！ 上海芯圣电子股份有限公司(Holychip)是一家专注于芯片设计研发和销售的集成电路设计企业，专业从事MCU及MCU周边芯片的研发和销售，致力于为客户提供高性能、高性价比的芯片产品、应用开发工具和系统解决方案。公司MCU及MCU周边芯片通用性强，性能优异，广泛应用于消费电子、智慧家电、智能照明、安防消防、工控医疗、汽车电子、IOT物联、通讯和PC等行业，为众多知名终端品牌提供专业的芯片产品和系统解决方案。

芯圣电子坚持自主研发，科研创新，已经获得100多项自主知识产权，是一家国家级高新技术企业、国家级专精特新小巨人企业、上海市科技小巨人企业、上海市专精特新企业。芯圣电子秉承“专注、奋斗、合作、共赢”的企业文化，肩负“芯圣引领创新、创造智能产品、开启智慧生活”的使命，向成为国内领先的‘MCU+’系统芯片公司的愿景迈进！

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