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向51单片机说再见
向51单片机说再见
最近在访问论坛时看到好多人在讨论51单片机,有人说51单片机应该学习,它是基础;也有人说51单片机是过时的产品,现在产品应用已经不再选用了,也就失去了学习的必要性。从最初的51单片机学起,工作多年后现在基本应用32位MCU做项目,笔者觉得是时候向51单片机说再见了。



51单片机的辉煌过去


51单片机指MCS-51系列单片机,CICS指令集。由Intel公司开发,其结构增加了如乘(MUL)、除(DIV)、减(SUBB)、比较(CMP)、16位数据指针、布尔代数运算等指令,以及串行通信能力和5个中断源,内有128个RAM单元及4K的ROM。其代表型号是ATMEL公司的AT89系列,它广泛应用于工业测控系统之中。目前国内的51单片机市场主要为国产宏晶的产品STC系列其号称低功耗,稳定与廉价的特点。


学习51单片机的误区


误区1:51单片机是学习的基础


“51单片机是学习的基础”这句话本身并没有错。在我读本科的时候,当时它无疑是学习的基础——毕竟那时没有更高级的单片机可以供使用,国内更没有更高级的教材供参考,老师的水平也是参差不齐,而51单片机正符合这样的需求,不仅有大量的成型的教材,广泛的示例,当时工作的实际项目也是51单片机为主,于是51单片机理所当然的成为当时的学习基础。要知道笔者读本科的时候是2004年,即10年前的东西。按照莫尔定律,电子行业每18个月更新换代,10年前的技术现在已经更新了6代了——事实也确实如此。


目前32位Crtex-M系列单片机的各种教程已经普及,其学习的难度不断降低。以意法半导体公司的STM32F系列单片机来说,意法半导体在推广产品初期大量赠送了核心板。免费赠送的核心板不仅有流行的32位Cortex-M系列微处理器,更在板上集成在线调试器。随机附赠的光盘或者链接更是提供了大量的示例源代码。我们只需要安装开发环境即可直接编译与下载调试。这时,如果再说51单片机是学习嵌入式的基础肯定是不合时宜了。


误区2:51单片机可以学习寄存器的操作


51单片机可以学习寄存器的操作,这一点儿是不容置疑的。我们分析一下其更深层的原因。在MSC-51单片机的编程环境中,最初是以汇编语言为主要编程语言。要知道汇编语言就是直接操作寄存器的,汇编语言是无法做到C语言的函数调用与封装的。如果说51单片机是以操作寄存器为优点,我觉得更应该说51单片机操作寄存器是一种无奈,是只有一个选项的选择题。


我们现在的Cortex-M系列单片机就无法学习寄存器了吗?显然不是。在硬件设计中,硬件的操作方式就是寄存器的操作,但是其实现却是可以不同。各微处理器提供的C语言库函数包其实质就是将操作寄存器的指令进行了C语言环境下的封装。我们这里用ST官方库函数举一个示例:


void USART_Init (USART1, *USART_InitStruct);//实现串口1的初始化,简单明了,无需注释


笔者在这里也想举一个示例来说明寄存器操作的步骤,但是操作寄存器实在是太复杂了,笔者不想去浪费时间去整理了。


通俗易懂的C语言,方便移植的C语言与硬件平台相对应的编译器联合,就能完成硬件的操作。有了简单、方便的方式,我们为什么还要考虑繁琐,复杂的汇编语言与寄存器操作呢?


误区3:51单片机的成本低


成本都是左右应用的主要因素。项目的立项主要考虑成本,销售的定价主要成本。低成本的方案才会在市场里占有优势。可是,51单片机真就是最低成本了吗?非也。现在按照功能划分,部分Cortex-m0系列的32位单片机的成本也能做3元人民币。其性能已经是51单片机的好几倍了,而且更容易开发与维护。


还有另外一个成本:开发难度成本。51单片机不支持在线调试,有一些问题在编程初期没有发现,只有与硬件连接后才会显现出现来,例如控制操作中经常用到的延时。这时在线调试的巨大优势就体现出来了,它可以极其方便的查看微处理器当时的状态,使得问题的分析变得简单而透明。从而,有效降低开发的难度,缩短开发周期,节约开发资金。


误区4:51单片机入门简单


51单片机入门简单?我对于这个观点持保留意见。想要入门51单片机,我不仅熟悉该款单片机外设,而且还要充分了解寄存器的某位的意义。对于时钟,定时器的配置必须了如指掌。这样无疑会增大我的学习难度与熟悉的周期。如果我们使用32位单片机的库函数模式,我们只需要具备C语言的知识,了解API函数,直接看已经注释过的寄存器意思即可,不需要了解其底层的硬件实现,更不需要了解某个寄存器某个指定位的意义了。这样,减少了我的工作量,从而降低了开发难度。你说是51单片机入门简单,还是32位Cortex内核微处理器简单?


嵌入式系统的学习是非常枯燥而又有挑战性的事情。由于与实际的硬件直接连接,不仅要考虑编写的正确性,而且还要考虑硬件的可靠性。这时,简单、高效的软件编写就变向的降低我们开发难度与风险。51单片机已经是明日黄花,向前看才是发展。是时候向51单片机说再见了!


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12/10/2014 10:44:00 AM  [楼主]  回复

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