1.6 16位和32位单片机系列介绍

1.6.116位单片机

16位单片机是高性能单片机，比较典型的产品有凌阳16位单片机、TImsP430系列（极低功耗的单片机）和PIC24系列单片机。

（1）凌阳16位单片机

2001年凌阳公司推出了第一代单片机，该单片机采用片上系统SoC技术设计而成，内部集成有ADC、DAC、PLL、AGC、DTMF及LCD驱动等电路。该单片机采用RISC精简指令集，指令周期均以CPU时钟数为单位，驱动兼有DSP芯片功能，内置16位硬件乘法器和加法器，并配有DSP特殊指令，大大加快了各种算法的运行速度。在数字语音播报和识别等应用领域得到了广泛的应用，是数字语音识别和信号处理的理想产品。

凌阳16位单片机具有高速、低价、可靠、实用、体积小、功耗低和简单易学等特点。这些特点体现了微控制器工业发展的新趋势。凌阳公司在自行研发设计单片机的同时，也配有自行研发设计单片机的应用开发环境工具。此工具可在Windows环境下操作，支持标准C语言和凌阳单片机汇编语言，集设计、编程、仿真等功能于一体，操作方便简单易学，同时提供大量的函数库，大大缩短了软件开发的进程。

（2）MSP430单片机

MSP430是TI公司推出的单片机，采用冯·诺伊曼结构，利用通用存储器地址总线（MAB）与存储器数据总线（MDB）将16位RISC CPU、多种外设和高度灵活的时钟系统进行完美结合。MSP430能够为混合信号应用提供很好的解决方案，所有MSP430外设仅需少量的软件服务。例如，模数转换器具备自动输入通道扫描功能和硬件启动转换触发器，有些还带有DMA数据传输机制。卓越的硬件特性使编程人员能够充分利用CPU资源，实现应用目标特性，而不必花费大量时间用于基本的数据处理。这意味着能用最精简的软件与超低的功耗来实现低成本的应用系统，在计量设备、便携式仪表、智能传感系统等方面具有广泛的应用。

（3）PIC24系列单片机

在8位PIC系列产品性能、外设和特性的基础上开发的16位PIC24单片机，可提供高达40MIPS的性能。当结合优化的MPLABC@30C编译器时，PIC24可以提供实现系统目标高吞吐能力和代码密度。PIC24系列包括PIC24FJxxx和PIC24HJxxx两个子系列，可为超出8位单片机性能范围的很多应用带来性能、存储及外设方面的效益提升，满足更苛刻的应用要求。

此外，16位dsPIC数字信号控制器（DSC）系列具备一个完全实现的数字信号处理器引擎，40MIPS非流水线运算性能，采用了高性能RISC CPU、改进的哈佛结构、灵活的寻址方式、84条指令、24位宽指令，16位宽数据地址、优化的C编译器指令系统，以及用户熟悉的单片机架构和设计环境。dsPIC30F和dsPIC33F的16位闪存DSC具有业界最好的性能，适用于电动机控制、电源转换、语音和音频、电信、因特网和调制解调连接、高速感测、汽车应用等领域。PIC的16位单片机和数字信号控制器采用通用的开发工具，具有引脚排列兼容、软件兼容、外设兼容的特性。

1.6.2 32位单片机

32位单片机又称为嵌入式处理器，是面向特定应用，隐藏于应用系统或电子产品内部的专用计算机。比较有影响的嵌入式RISC处理器产品有ST意法半导体公司STM32系列，以ARM Cortex-M3为内核，专门为高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计。还有Philips公司的LPC2220系列、SAMSUNG公司的S3C44B0X系列、IBM公司的PowerPC系列、MIPS公司的MIPS系列、Sun公司的Sparc系列和ARM公司的ARM系列嵌入式处理器。

ARM系列处理器是ARM公司的产品。ARM是业界领先的知识产权供应商，只采用IP（Intelligence Property）授权的方式来许可其他半导体公司生产基于ARM处理器的产品，本身不提供具体芯片，仅提供基于ARM处理器内核的系统芯片解决方案和技术授权。

ARM公司设计先进数字产品的核心应用技术，应用领域涉及无线、网络、影像、消费电子、汽车电子、安全和存储装置等嵌入式应用领域。ARM公司提供广泛的产品，包括16/32位RISC处理器、数据引擎、三维图形处理器、数字单元库、嵌入式存储器、软件、开发工具和高速连接产品。ARM公司协同众多技术合作伙伴为业界提供快速、稳定、完整的系统解决方案。

ARM公司已形成了完整的产业链，在全球拥有122家半导体与系统合作伙伴、50家操作系统合作伙伴、35家技术共享合作伙伴，并于2002年在上海成立了中国全资子公司。

ARM取得了巨大的成功，世界上所有主要半导体厂商都从ARM公司购买了IP许可，并利用ARM核开发出面向各类应用的SoC芯片。目前ARM系列芯片已被广泛应用于移动电话、PDA、机顶盒等嵌入式应用领域，成为世界上销售量最大的32位微处理器。ARM的成功在于它拥有极高的性能和极低的功耗，使之能够与高端的MIPS、Power PC嵌入式处理器抗衡。随着嵌入式应用系统的发展，在未来一段时间内，ARM将成为各种应用系统的32位主流嵌入式处理器。

基于ARM核嵌入式处理器的典型应用有：

（1）汽车产品，如车上娱乐系统、车上安全装置、自主导航系统等；

（2）消费娱乐产品，如数字视频、Internet终端、交互电视、机顶盒、网络计算机等；

（3）数字音频播放器、数字音乐板、游戏机等；

（4）数字影像产品，如信息家电、数字照相机、数字系统打印机等；

（5）工业控制产品，如机器人、工程机械、冶金控制、化工生产控制等；

（6）网络产品，如PCI网卡、ADSL调制解调器、路由器等；

（7）安全产品，如电子付费终端、银行系统付费终端、智能卡、32位SIM卡等；

（8）存储产品，如Ultra2 SCSI 64位RAID控制器、硬盘控制器等；

（9）无线产品，如手机、PDA，目前85%以上手机采用ARM系统。

以上基于ARM的应用只是粗略的概述，随着经济的快速发展，自动化装备的不断更新，人民生活水平的不断提高，嵌入式系统渗透到社会生活的各个方面，为人们的学习、工作和生活提供高效、便捷的服务。