向51單片機說再見

發布時間：2014-10-20 14:32 發布者：看門狗

作者：jobs

　　最近在訪問論壇時看到好多人在討論51單片機，有人說51單片機應該學習，它是基礎;也有人說51單片機是過時的產品，現在產品應用已經不再選用了，也就失去了學習的必要性。從最初的51單片機學起，工作多年后現在基本應用32位MCU做項目，筆者覺得是時候向51單片機說再見了。

　　51單片機的輝煌過去

　　51單片機指MCS-51系列單片機，CICS指令集。由Intel公司開發，其結構增加了如乘(MUL)、除(DIV)、減(SUBB)、比較(CMP)、16位數據指針、布爾代數運算等指令，以及串行通信能力和5個中斷源，內有128個RAM單元及4K的ROM。其代表型號是ATMEL公司的AT89系列，它廣泛應用于工業測控系統之中。目前國內的51單片機市場主要為國產宏晶的產品STC系列其號稱低功耗，穩定與廉價的特點。

　　學習51單片機的誤區

　　誤區1：51單片機是學習的基礎

　　“51單片機是學習的基礎”這句話本身并沒有錯。在我讀本科的時候，當時它無疑是學習的基礎——畢竟那時沒有更高級的單片機可以供使用，國內更沒有更高級的教材供參考，老師的水平也是參差不齊，而51單片機正符合這樣的需求，不僅有大量的成型的教材，廣泛的示例，當時工作的實際項目也是51單片機為主，于是51單片機理所當然的成為當時的學習基礎。要知道筆者讀本科的時候是2004年，即10年前的東西。按照莫爾定律，電子行業每18個月更新換代，10年前的技術現在已經更新了6代了——事實也確實如此。

　　目前32位Crtex-M系列單片機的各種教程已經普及，其學習的難度不斷降低。以意法半導體公司的STM32F系列單片機來說，意法半導體在推廣產品初期大量贈送了核心板。免費贈送的核心板不僅有流行的32位Cortex-M系列微處理器，更在板上集成在線調試器。隨機附贈的光盤或者鏈接更是提供了大量的示例源代碼。我們只需要安裝開發環境即可直接編譯與下載調試。這時，如果再說51單片機是學習嵌入式的基礎肯定是不合時宜了。

　　誤區2：51單片機可以學習寄存器的操作

　　51單片機可以學習寄存器的操作，這一點兒是不容置疑的。我們分析一下其更深層的原因。在MSC-51單片機的編程環境中，最初是以匯編語言為主要編程語言。要知道匯編語言就是直接操作寄存器的，匯編語言是無法做到C語言的函數調用與封裝的。如果說51單片機是以操作寄存器為優點，我覺得更應該說51單片機操作寄存器是一種無奈，是只有一個選項的選擇題。

　　我們現在的Cortex-M系列單片機就無法學習寄存器了嗎?顯然不是。在硬件設計中，硬件的操作方式就是寄存器的操作，但是其實現卻是可以不同。各微處理器提供的C語言庫函數包其實質就是將操作寄存器的指令進行了C語言環境下的封裝。我們這里用ST官方庫函數舉一個示例：

　　void USART_Init (USART1, *USART_InitStruct);//實現串口1的初始化，簡單明了，無需注釋

　　筆者在這里也想舉一個示例來說明寄存器操作的步驟，但是操作寄存器實在是太復雜了，筆者不想去浪費時間去整理了。

　　通俗易懂的C語言，方便移植的C語言與硬件平臺相對應的編譯器聯合，就能完成硬件的操作。有了簡單、方便的方式，我們為什么還要考慮繁瑣，復雜的匯編語言與寄存器操作呢?

　　誤區3：51單片機的成本低

　　成本都是左右應用的主要因素。項目的立項主要考慮成本，銷售的定價主要成本。低成本的方案才會在市場里占有優勢。可是，51單片機真就是最低成本了嗎?非也。現在按照功能劃分，部分Cortex-m0系列的32位單片機的成本也能做3元人民幣。其性能已經是51單片機的好幾倍了，而且更容易開發與維護。

　　還有另外一個成本：開發難度成本。51單片機不支持在線調試，有一些問題在編程初期沒有發現，只有與硬件連接后才會顯現出現來，例如控制操作中經常用到的延時。這時在線調試的巨大優勢就體現出來了，它可以極其方便的查看微處理器當時的狀態，使得問題的分析變得簡單而透明。從而，有效降低開發的難度，縮短開發周期，節約開發資金。

　　誤區4：51單片機入門簡單

　　51單片機入門簡單?我對于這個觀點持保留意見。想要入門51單片機，我不僅熟悉該款單片機外設，而且還要充分了解寄存器的某位的意義。對于時鐘，定時器的配置必須了如指掌。這樣無疑會增大我的學習難度與熟悉的周期。如果我們使用32位單片機的庫函數模式，我們只需要具備C語言的知識，了解API函數，直接看已經注釋過的寄存器意思即可，不需要了解其底層的硬件實現，更不需要了解某個寄存器某個指定位的意義了。這樣，減少了我的工作量，從而降低了開發難度。你說是51單片機入門簡單，還是32位Cortex內核微處理器簡單?

　　嵌入式系統的學習是非常枯燥而又有挑戰性的事情。由于與實際的硬件直接連接，不僅要考慮編寫的正確性，而且還要考慮硬件的可靠性。這時，簡單、高效的軟件編寫就變向的降低我們開發難度與風險。51單片機已經是明日黃花，向前看才是發展。是時候向51單片機說再見了!

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