avr单片机和stm32区别

　　单片机的发展相当的迅速，现在各个厂商们也在速度、内存、功能上此起彼伏，竞争激烈，同时涌现出一大批拥有代表性单片机的厂商：Atmel、TI、ST、MicroChip、ARM…国内的宏晶STC单片机也是可圈可点。最为初学者首先要搞清楚他们之间的区别，掌握avr单片机选型技巧，才能够更好的设计产品。

　　一、stm32单片机介绍

　　由ST厂商推出的stm32系列单片机，行业的朋友都知道，这是一款性价比超高的系列单片机，应该没有之一，功能及其强大。其基于专为要求高性能、低成 本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M内核，同时具有一流的外设：1μs的双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 现，当然和MSP430的功耗比起来是稍微逊色的一些，但这并不影响工程师们对它的热捧程度，由于其简单的结构和易用的工具再配合其强大的功能在行业中赫 赫有名…其强大的功能主要表现在：

　　特性：

　　1．内核：ARM32位Cortex-M3CPU，最高工作频率72MHz，1.25DMIPS/MHz，单周期乘法和硬件除法

　　2．存储器：片上集成32-512KB的Flash存储器。6-64KB的SRAM存储器

　　3．时钟、复位和电源管理：2.0-3.6V的电源供电和I/O接口的驱动电压。POR、PDR和可编程的电压探测器（PVD）。4-16MHz的晶 振。内嵌出厂前调校的8MHz RC振荡电路。内部40 kHz的RC振荡电路。用于CPU时钟的PLL。带校准用于RTC的32kHz的晶振

　　4、调试模式：串行调试（SWD）和JTAG接口。最多高达112个的快速I/O端口、最多多达11个定时器、最多多达13个通信接口

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

　　二、avr单片机介绍

　　avr单片机是Atmel公司推出的较为新颖的单片机，其显著的特点为高性能、高速度、低功耗。它取消机器周期，以时钟周期为指令周期，实行流水作业。 avr单片机指令以字为单位，且大部分指令都为单周期指令。而单周期既可执行本指令功能，同时完成下一条指令的读取。通常时钟频率用4～8MHz，故最短 指令执行时间为250～125ns。avr单片机能成为最近仍是比较火热的单片机，主要的特点：

　　特点：

　　1. avr系列没有类似累加器A的结构，它主要是通过R16～R31寄存器来实现A的功能。在avr中，没有像51系列的数据指针DPTR，而是由X（由 R26、R27组成）、Y（由R28、R29组成）、Z（由R30、R31组成）三个16位的寄存器来完成数据指针的功能（相当于有三组DPTR），而且 还能作后增量或先减量等的运行，而在51系列中，所有的逻辑运算都必须在A中进行;而avr却可以在任两个寄存器之间进行，省去了在A中的来回折腾，这些 都比51系列出色些

　　2. avr的专用寄存器集中在00～3F地址区间，无需像pic那样得先进行选存储体的过程，使用起来比pic方便。avr的片内RAM的地址区间为 0～00DF（AT90S2313） 和0060～025F（AT90S8515、AT90S8535），它们占用的是数据空间的地址，这些片内RAM仅仅是用来存储数据的，通常不具备通用寄 存器的功能。当程序复杂时，通用寄存器R0～R31就显得不够用;而51系列的通用寄存器多达128个（为avr的4倍），编程时就不会有这种感觉。

　　3. avr的I/O脚类似pic，它也有用来控制输入或输出的方向寄存器，在输出状态下，高电平输出的电流在10mA左右，低电平吸入电流20mA。这点虽不如pic，但比51系列还是要优秀的…

　　缺点：

　　1. 是没有位操作，都是以字节形式来控制和判断相关寄存器位的

　　2. C语言与51的C语言在写法上存在很大的差异，这让从开始学习51单片机的朋友很不习惯

　　3. 通用寄存器一共32个（R0～R31），前16个寄存器（R0～R15）都不能直接与立即数打交道，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）均可以直接与立即数打交道，显然要优于前者。

　　使用最多的器件：ATUC64L3U、ATxmega64A1U、AT90S8515

　　每种MCU都有自身的优点与缺点，与其它8-bit MCU相比，avr 8-bit MCU最大的特点是：

　　● 哈佛结构，具备1MIPS / MHz的高速运行处理能力；

　　● 超功能精简指令集（RISC），具有32个通用工作寄存器，克服了如8051 MCU采用单一ACC进行处理造成的瓶颈现象；

　　● 快速的存取寄存器组、单周期指令系统，大大优化了目标代码的大小、执行效率，部分型号FLASH非常大，特别适用于使用高级语言进行开发；

　　● 作输出时与pic的HI/LOW相同，可输出40mA（单一输出），作输入时可设置为三态高阻抗输入或带上拉电阻输入，具备10mA-20mA灌电流的能力；

　　● 片内集成多种频率的RC振荡器、上电自动复位、看门狗、启动延时等功能，外围电路更加简单，系统更加稳定可靠；

　　● 大部分avr片上资源丰富：带E2PROM，PWM，RTC，SPI，UART，TWI，ISP，AD，Analog Comparator，WDT等；

　　● 大部分avr除了有ISP功能外，还有IAP功能，方便升级或销毁应用程序。

　　● 性价比高。

　　三、avr单片机典型应用电路图

　　

　　avr单片机最常用的是5V与3.3V两种电压。本线路以开关切换两种电压，并且以双色二极管指示（5V时为绿灯，3.3V时为红灯）。JP3输入电压为7.5v—9v。

　　

　　串口电路设计

　　串口使用一个max232芯片。

　　使用跳线JMP2—1，不使用串口时，请将其断开，防止串口电路对IO口的干扰。

　　VCC与R2out之间接串上一个电阻R2和一个发光二极管LED1，特别说明，只有当此二极管闪的时候才说明串口在工作，直接接上的时候，此发光二极管也可能会亮。

　　

　　AD转换滤波线路

　　为减小AD转换的电源干扰，Mega16芯片有独立的AD电源供电。官方文档推荐在VCC串上一只10uH的电感（L1），然后接一只0.1uF的电容到地（C3）。

　　Mega16内带2.56V标准参考电压。也可以从外面输入参考电压，比如在外面使用TL431（＄0.0625）基准电压源。不过一般的应用使用内部自带的参考电压已经足够。习惯上在AREF脚接一只0.1uF的电容到地（C4）。

　　

　　晶振电路

　　Mega16已经内置RC振荡线路，可以产生1M、2M、4M、8M的振荡频率。不过，内置的毕竟是RC振荡，在一些要求较高的场合，比如要与RS232（＄780.5000）通信需要比较精确的波特率时，建议使用外部的晶振线路。

　　早期的90S系列，晶振两端均需要接22pF左右的电容。Mega系列实际使用时，这两只小电容不接也能正常工作。不过为了线路的规范化，我们仍建议接上。

　　四、pic单片机介绍

　　pic单片机系列是美国微芯公司（Microship）的产品，共分三个级别，即基本级、中级、高级，是当前市场份额增长最快的单片机之一，CPU 采用RISC结构，分别有33、35、58条指令，属精简指令集，同时采用Harvard双总线结构，运行速度快，它能使程序存储器的访问和数据存储器的 访问并行处理，这种指令流水线结构，在一个周期内完成两部分工作，一是执行指令，二是从程序存储器取出下一条指令，这样总的看来每条指令只需一个周期，这 也是高效率运行的原因之一，此外pic单片机之所以成为一时非常热的单片机不外乎以下特点：

　　特点

　　1.具有低工作电压、低功耗、驱动能力强等特点。pic系列单片机的I/O口是双向的，其输出电路为CMOS互补推挽输出电路。I/O脚增加了用于设置输入或输出状态的方向寄存器，从而解决了51系列I/O脚为高电平时同为输入和输出的状态。

　　2.当置位1时为输入状态，且不管该脚呈高电平或低电平，对外均呈高阻状态;置位0时为输出状态，不管该脚为何种电平，均呈低阻状态，有相当的驱动能力，低电平吸入电流达25mA，高电平输出电流可达20mA。相对于51系列而言，这是一个很大的优点

　　3.它可以直接驱动数码管显示且外电路简单。它的A/D为10位，能满足精度要求。具有在线调试及编程（ISP）功能。

　　不足之处

　　其专用寄存器（SFR）并不像51系列那样都集中在一个固定的地址区间内（80～FFH），而是分散在四个地址区间内。只有5个专用寄存器PCL、 STATUS、FSR、PCLATH、INTCON在4个存储体内同时出现，但是在编程过程中，少不了要与专用寄存器打交道，得反复地选择对应的存储体， 也即对状态寄存器STATUS的第6位（RP1）和第5位（RP0）置位或清零。数据的传送和逻辑运算基本上都得通过工作寄存器W（相当于51系列的累加 器A）来进行，而51系列的还可以通过寄存器相互之间直接传送，因而pic单片机的瓶颈现象比51系列还要严重，这在编程中的朋友应该深有体会。

　　使用最多的器件pic16F873、pic16F877

　　五：stm32与pic、avr单片机的对比区别

　　下表格对avr、pic和STM32这三种系列的单片机进行比较，对象都选择各个系列的64脚封装的芯片，其中Mega128和pic18F6680均为其所在系列中高端芯片。通过表格可以看出不管在处理速度，外围设备还是价格上，STM32都具有非常大的优势，唯一不足之处就是stm32暂时还未集成内部EEPROM，但可以使用Flash的IAP功能来替代，在可靠性上应该更高点。

　　在使用C语言编程方面，pic的体系结构是最不适合的，且编译软件无法与ＧＣＣ，keilc相比。

　　在抗干扰方面，主要还是和开发者的水平有关，而一定要说哪种单片机的抗干扰强，哪种弱，其实标准不一样，结果也不一样。人们普遍认为pic的抗干扰很强，但那是C系列，现在集成内部Flash的F系列要差许多，特别是早期出厂的几批。avr系列单片机普遍被认为抗干扰性能是比较差的，曾经有人列出了一个表格，使用日本的测试方法，结果是avr排在了最后，其实对于一般的应用也没什么问题。STM32是由著名的ST公司生产的，该公司一直致力于电机控制芯片的研发生产，而且做的很出色，我想抗干扰应该没什么问题，至少不会比前两种差。

　　

　　

　　六：avr单片机的选型技巧

　　各种单片机都有各自的优缺点，应根据需要选择。选择单片机原则如下：

　　1. 单片机的基本参数例如速度，程序存储器容量，I/O 引脚数量

　　2. 单片机的增强功能，例如看门狗，双指针，双串口，RTC（实时时钟），EEPROM，扩展 RAM，CAN 接口，I2C 接口，SPI 接口，USB 接口。

　　3. Flash 和OTP（一次性可编程）相比较，最好是Flash。

　　4. 封装 IP（双列直插），PLCC（PLCC 有对应插座）还是贴片。DIP 封装在做实验时可能方便一点。

　　5. 工作温度范围，工业级还是商业机。如果设计户外产品，必须选用工业级。

　　6. 功耗，比如设计并口加密狗，信号线取电只能提供几个 mA，用pic 就是因为低功耗，后来出了MSP430 也不错。

　　7. 工作电压范围。例如设计电视机遥控器，2 节干电池供电，至少应该能在 1.8-3.6V电压范围内工作。

　　8. 供货渠道畅通。能申请样片，小批量购买有现货。最好像标准 51，中发里随便找个柜台就能买到。

　　9. 价格低。

　　10. 有服务商，像周立功公司推 Philips，双龙公司推avr，都提供了很多有用的技术支持，起码烧写器有地方买。

　　11. 烧录器价格低，如果是ICP（把单片机放在烧录器上编程）能否利用现有的烧录器，如果是表贴封装，买一个转接座也很贵，至少得一二百元。能否 ISP（在系统编程，即把芯片先焊到板子上再通过预留的 ISP 接口编程），一般 ISP 编程器比较便宜大约一二百元甚至几十元。

　　12. 仿真器便宜。对于 FLASH 型单片机，仿真器不是必备的。但是对于OTP（一次性可编程）型单片机，必须购买或者租用仿真器。

　　13. 单片机汇编语言是自己熟悉的，并且能支持 C 语言。编程环境要像keil 一样好用，并且还是免费的。 14. 网站速度快，资料丰富。包括芯片手册，应用指南，设计方案，范例程序。最好有中文，像Atmel 就不错。

　　15. 保密性能好，查一下专业解密网站上的黑名单，再发个 mail 咨询一下解密价格。

　　16. 抗干扰性能好。我曾经把XXC52 改为S52 后发现抗干扰性能下降，只好改回去。

　　17. 和其他外设芯片放在一起的综合考虑。