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

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

當(dāng)今的8051單片機應(yīng)用

對8位單片機架構(gòu)的持續(xù)改進，即使在具有成本競爭力的32位單片機的情況下也能幫助他們保持單片機的銷量。當(dāng)今的8位單片機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格，超低的功耗以及較小的物理尺寸。例如，一個8位（一個字節(jié)）寬的處理器比16位或32位單片機消耗的功率更少。基于Cortex M7的32位單片機可以以數(shù)百MHz的速度進行處理，但是傳統(tǒng)的8位單片機的使用在市場上并沒有下降。

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，其中最突出的特點是低成本和低功耗。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位單片機可以代替8051提供的功能，但是8位單片機對于許多產(chǎn)品開發(fā)人員來說已經(jīng)足夠。保留8位單片機的另一個原因是，與16位和32位單片機相比，8位單片機易于編程和故障排除，因為實際上需要尋址，調(diào)試和研究的位數(shù)更少。

基于8051單片機的設(shè)備的示例包括藍(lán)牙小工具，在無線功率計的通信系統(tǒng)內(nèi)部使用的無線收發(fā)器等。毫無疑問，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單片機仍然活躍于學(xué)術(shù)活動中。許多學(xué)術(shù)機構(gòu)仍然更喜歡8051的體系結(jié)構(gòu)和編程來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。項目開發(fā)板廣泛用于指導(dǎo)活動，這就是為什么今天仍然需要基于8051的開發(fā)套件的原因。

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

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

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

內(nèi)存也是8位和更高位單片機之間的差異區(qū)域。例如，8051單片機中的64 KB閃存不足以進行詳細(xì)說明，而ATSAMS70Q20B 單片機之類的32位單片機具有2 MB閃存。并非每個單片機項目都需要高達(dá)2 MB的閃存。

最后，的確，大多數(shù)8位單片機在速度，處理能力，對眾多外設(shè)的支持以及內(nèi)存方面都無法與32位單片機匹敵，但是8位單片機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)的單片機具有有限的通信協(xié)議，但隨著時間的流逝，單片機不斷發(fā)展。對于單片機必須與其他設(shè)備進行通信的大量電路，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，對于有限的通信協(xié)議，8051單片機可以達(dá)到目的。

單片機的功耗

選擇單片機時，通常會特別注意功率預(yù)算和要求。單片機在運行期間會消耗大量功率，因此閑置和睡眠狀態(tài)的多個級別會在不活動期間產(chǎn)生影響。最新的單片機可以在不活動時進入睡眠狀態(tài)，從長遠(yuǎn)來看可以節(jié)省大量功率。傳統(tǒng)的8位單片機（例如8051）可能沒有任何此類功能。不活動期間的睡眠狀態(tài)會對功耗產(chǎn)生很大影響，因此較早的單片機比具有其他等效功能的現(xiàn)代單片機消耗更多的功率。

以上就是英銳恩單片機開發(fā)工程師分享的有關(guān)8位單片機的發(fā)展前景分析。英銳恩專注單片機應(yīng)用方案設(shè)計與開發(fā)，提供8位單片機、16位單片機、32位單片機、運算放大器和模擬開關(guān)。