8位单片机的简单性

8位、32位单片机代理商深圳四强科技分享资讯：“8位单片机的简单性”。8位单片机自80年代初问世以来，在电子设备现代化中发挥了核心作用。什么是8位单片机？它们与32位单片机相比如何，并且它们的关系如何？

8位单片机的体系结构？

单片机类似于片上系统（SoC），后者通常包含CPU，内存和外围设备，而无需外部硬件来协助计算。但是，微处理器只是CPU，需要使用外部存储器、控制器和接口。术语“8位”通常是指CPU的位宽。因此，一个8位单片机就是一个包含8位CPU的单片机。这意味着内部操作针对8位数字进行，存储的变量位于8位块中，并且外部I/O（输入/输出）通过8位总线进行访问。但是，某些单片机为8位单片机，但其指令存储器使用14位（RAM部分的宽度仍为8位）。

8位单片机与32位单片机相比如何？

随着技术的进步，最新的CPU的功能不断增强，并且位大小的增加一直是人们一直追求的目标。因此，8位单片机与32位单片机的性能将有所不同。第一个处理器，英特尔4004，是4位CPU，英特尔的推出8008见证了大多数设计师转向8位领域。英特尔推出8086时，计算机设计师（例如IBM）再次移至更高的位数由于它具有处理大量数字，访问更多内存和执行更复杂操作的能力。但是，尽管主流计算机一直在使用最新技术，但是从70年代末到90年代初，一个大型市场使用了8位技术：家用计算机。增加CPU的位宽确实可以提高计算机的性能，但是对于基本任务，8位通常就足够了，包括文字处理、游戏、音乐开发、电子表格和任务管理。8位技术的能力，再加上电子产品成本的降低，已经使8位单片机在现代生活中仍然具有重要意义。

8位单片机与现阶段的芯片的现状？

现代单片机具有各种形状和尺寸，具有一些非常复杂的功能包括多核，高级硬件安全性和Internet功能。但是，这些相同的设备可能会很昂贵，因此进行按需比较很重要。现代单片机的典型示例将是使用32位ARM内核的STM32系列具有许多功能，包括I2C，SPI和DMA控制器，而所有这些功能都比许多其他8位单片机便宜。打个比方，PIC18系列是8位单片机，包括一组丰富的外设包含相似数量的内存（通常为16K ROM和8K RAM），并以同样小的封装容纳。AVR系列的8位单片机也具有与PIC18系列类似的功能，而ATmega328则为着名的Arduino Uno提供了核心功能。

因此，与更大的位宽CPU相比，低端的32位单片机与能够执行相同任务的8位单片机相比，提供的附加功能很少。实际上，它们可能导致单片机开发项目过于复杂。从技术上讲，可以在汇编中对32位单片机进行编程，这是一个非常复杂的任务（如果不是不可能的话）。几乎所有用于32位设计的项目都是在IDE中专门完成的，这些IDE使用外围设备设置工具，引脚配置器，并使用C++等高级语言对单片机进行编码。

大多数项目将完全在C++中运行，但是某些项目将具有严格的时序要求，而这在C++中通常是无法实现的。8位单片机通常设计为在汇编器中编码，因此它们的编程环境适合于汇编器。这使计数时钟周期更加容易，从而创建了对时间要求严格的例程。虽然可以将汇编程序例程插入C++，但通常很难将两者混合使用，这就是现代32位单片机带来的第二个问题，复杂的外围设备。

8位单片机，例如PIC18和ATmega系列有明确定义的文档，解释了有关特定单片机的每一个细节，包括其指令集，在一个文档中。这使得在C或汇编语言中使用外围设备变得非常容易，并且通常不需要其他工具来配置外围设备。但是，32位单片机在操作上通常很晦涩，尝试使用最简单的外设可能是一项艰巨的任务。当文档散布在许多不同的文档中时，这变得更加复杂，并且很难找到清晰的工作示例。8位单片机的简单性已经创建了一个在线资源池，任何人都可以访问并且易于理解，但是32位设备通常不会进入日常项目。

但是，IoT芯片是该规则的例外，但应注意，与8位单片机相比，它们不容易开发。 ESP32是此类设备的一个示例，它集成了具有Wi-Fi功能的32位单片机，多个外设以及最高240MHz的时钟速度。但是，如果不使用包含支持硬件，编程端口和I/O引脚的预制模块，ESP32很难用于原型制作。相反，大多数8位单片机都采用DIP封装。此类物联网设备还面临与其他32位单片机相同的问题；它们不是汇编编程的理想之选，使用外设可能很复杂，而且与同类产品不同，它们比大多数8位单片机贵得多。

8位单片机应用受到什么限制？

最重要的是可以使用8位单片机的应用程序。一般而言，如果设备不需要连接到Internet或对安全性没有严格要求，则几乎可以始终使用8位单片机。尽管8位数字的大小受到限制，但是大数字可以分解为多个步骤，这是C编译器处理的事情（当然，这仍然可以在汇编器中完成）。因此，使用8位单片机仍可以实现任何需要使用大于255的数字的应用程序。尽管8位单片机本身通常不具备Internet功能，但它们仍可以轻松连接至外部外围设备，例如以太网控制器和Wi-Fi桥以提供连接。但是，现代安全实践将要求提供Internet访问的外围设备使用强大的安全机制，并且8位单片机和Internet服务之间的任何通信都需要使用强大的加密。由于加密算法对内存的高要求，这对于8位单片机可能是棘手的，因此，使用能够处理此问题的外设将是理想的选择。