8051、AVR和ARM的關系及實際情況

ID:76190 · 發表于 2015-4-5 18:11

今天有位愛好者朋友希望我可以推出AVR和ARM的視頻教程，我說ARM的視頻可以錄錄看，不過AVR已經沒有必要講。我說AVR不必要讓這位朋友很是不解。是呀，還有許多愛好者朋友都會有疑問，這是我們這個行業的廣告宣傳和死板教學方式所造成的。這里我花一點時間簡單聊一聊8051、AVR和ARM之間的關系，及它們在行業市場中的實際情況。一家之言，一定有不足和偏激，僅供大家參考。
首先，我們先來談談我們對8051、AVR、ARM或其它單片機的現有印象是怎么來的。主要的來源其實有兩種，來自于網絡上關于芯片的介紹，來自書架上芯片的教學書籍。主要都是一些官話、套話，什么具有精簡指令集、增加了多個定時器、更快的速度、價格更低，更適合工業設備開發之類。大家可以看出，這些介紹的用語都是比較詞，也就是說性能的優秀是與另一個不優秀的相比較得來的。8051系列單片機因為是最早的處理器內核，很不幸，8051內核的單片機成了眾矢之地。AVR、ARM和其它一大堆單片機都在和8051比較。最終的結果就是大家認為8051是最落后的，AVR、ARM，還是PIC、MSP430都比8051強大。再加上以8051系列單片機入門的圖書很多，如以AT89C51、STC89C52之類的單片機或開發板入門的書幾乎占了一大半的書架。所以大部分愛好者選擇8051來入門，同時也自然而然的意識到學完最簡單的8051之后還要學習更“高級”的AVR、ARM、PIC、MSP430之類的單片機。認為只有學會了這些才是一個提升的過程，會用AVR和ARM，就成為了單片機高手了。
這種觀念的形成主要是沒有得到正確的引導，因為大部分入門教程都是沒有作者主見的純技術知識的堆積，讀者從書中得不到學習方式、方法的引導，所以會產生一大堆錯誤的觀念。當錯誤的觀念形成的多了，久而久之在更多的人群中，錯誤的觀念慢慢好像變得“正確”了。而且愛好者的圈子里一般都是僅討論純技術，而不去交流行業和相關的非技術內容，使的更多的人不斷進入觀念錯誤的循環。而且很難把他們轉變過來。就好像來過我網站的人都說我的制作有創意，其實不是我的能力強，而是大家都是在研究技術上的實現，而不是考慮如何創新，就算想創新了，也沒有花上足夠的時間去構想、實驗。這與圖書的作者只想著把知識點放到書里，卻沒有研究怎么有主見的引導讀者的正確觀念的道理是一樣的。
以上就是我所分析的原因，如果您認同我的說法則請繼續閱讀下面我所講的所謂的正確觀念。如果您不認同我以上所說，那就請停止閱讀，不要浪費您的時間。
在說正確的觀念之前，我們來看一看單片機真正的用途是什么。雖然電子愛好者可以用它來制作各種好玩的電子制作，但再怎么制作每個人也用不上100片單片機，僅靠電子制作是無法支撐單片機市場的。那么最大的需求者是誰呢？說白了，他們就是成批量生產電子產品的廠家。例如他們有用單片機來制作每個公司門口都會用到的門禁系統、考勤機。僅中國大大小小的公司無計其數，需要的單片機數量自然是如繁星一般了。還有消費類電子產品，工業控制設備、安防設備、小家電、公辦自動化產品，還有大大小小特殊需要的定制產品。這些需求，就是單片機最主要的市場了。如此之大的市場需求，生產單片機的廠商自然盯大的眼睛想著怎么多賣多賺錢了。單片機廠商的競爭和我們日常所見的各品牌手機、菜市場中各攤位的競爭沒有什么區別。
怎么才能占據更多的市場份額呢？那就要看單片機產品的開發者關注什么東西了。誰是單片機產品的開發者？就是那些門禁系統、考勤機設計公司的老板和工程師們。如果你是設計公司的老板兼工程師，你會需要怎么樣的單片機？首先要能滿足我制作門禁系統、考勤機的功能需要，然后是價格便宜，性能穩定，容易開發，采購方便，有同類替代產品。大家注意，在以上的需求中沒有要求功能強大，因為這并不重要。如果我只需要4個I/O接口，而單片機卻有著40個I/O接口，這對產品的價值提升并沒有什么意義，而且通常功能越多，價格也越高。如果一款單片機非常便宜，卻只有2個I/O接口也是不行的，因為它再便宜也不能滿足我們需要4個I/O接口的目的。所以單片機的選擇是適用就好，而不是走價格和性能的極端。
那么8051、AVR、ARM、PIC等單片機就是在這種市場環境中出現的，換句話說，這些單片機就是為了滿足這種市場需求而被生產出來的。從這個角度上看，8051、AVR、ARM就沒有什么高、低、貴、賤之分了，大家都是為了滿足這個不同電子產品應用需要的大市場。并沒有說8051就是下賤的，ARM就是高級的，大家都是靠銷量說話的。用8051去開發多媒體產品和用ARM去開發簡單的流水燈都是非常白癡的行為了。不過，雖然我們除去了高貴與低賤的歧視，可是又不得不承認，不同的單片機的開發難度是不同的。有一些是系統復雜所帶來的難度，還有一些是因為單片機開發相關軟硬件功能的落后再導致的。還有一小部分是學習者本身智商程度所產生的難度。不管怎么樣，任何的開發難度都會變成這款單片機推廣銷售的不利因素，誰也不希望學習困難的東西。當然，還有一些人就是愿意學習難學的東西，非要學難學的單片機，費大力氣研究難懂的數據手冊。這種情況多出現在不是工程開發人員的單片機愛好者身上，因為他們不用承擔實際的項目，不用考慮學習的時間、開發風險和項目開發中的各種困難與壓力。所以他們并不認為學習某款單片機的困難是單片機生產廠商做的工作不足，而是把原因歸到自己身上，認為自己不如別人聰明，非要把這款單片機學會才能證明自己的智商。
我所說的，正是許多人要學習AVR的迷局。除了出于天真的想法去學習難學的單片機，還有一個原因是沒有真正了解這些單片機的性能、應用以及它們之間的區別。有人說8051單片機落后了，能說出這種話的定是還沒什么開發經驗的初學者。而越是什么都不懂的人越容易發表評論。下面我們來看看AVR和8051的區別吧。
AVR和8051單片機同為8位單片機，AVR當年發布的時候其最大的亮點就是它是1T單片機，帶給開發者有實際意義的信息就是速度快（和8051相比），還有就是低功率，內部集成了更多的功能。在發布之初，我也非常看好AVR單片機，也買了幾片回來玩玩。可是AVR雖然性能上有了不少優勢，可是把玩的時候卻發現了相關配套服務的不足，比如AVR的引腳甚至封裝和8051的不兼容，開發軟件也和8051不同，下載線要重新制作，單片機內部結構和編程方法都要重新學習。對于之前沒有學過8051單片機的人來說，這些都是新鮮的，沒有阻礙的�？墒菍τ�8051單片機的老手來講，學習AVR就需要重新學習和使用一套完全不同的平臺，而學習新的平臺需要花上不少的時間。這一事實阻止了一部分人轉向使用AVR。如果AVR可以在設計之初考慮到與8051相關配套軟硬件兼容的問題，那么AVR將會占有更多的市場份額。必竟8051單片機是最早的單片機，已經有非常多的忠實用戶了。
AVR的獨斷專行，讓其它單片機廠商看到了機會。推出一款功能與AVR相當甚至更強大，同時又兼容8051軟硬件的單片機必然會得到市場的歡迎。于是飛利浦、SST、STC等廠商開始研發，增強型8051單片機問世了。增加型8051單片機是延用8051的內核，在單片機內部集成更多功能模塊。其中做的最出色的就是STC公司的單片機了。它的接口和傳統的8051完全兼容，而且內部集成了復位芯片、EEPROM等功能。STC12C系列的單片機也與AVR相同，達到了1T單片機的速度。而且STC12系列單片機還在片內集成了ADC、PWM、EEPROM、獨立時鐘、內部R/C振蕩器、增加了P4接口。從性能上超過了AVR的產品，價格也便宜，同時又和傳統的8051的軟硬件兼容。STC12C完全超過了AVR的性能，工程師們又不需要學習新的開發平臺，只要在原來的8051平臺上就直接可以開發STC的1T單片機了。在這種情況之后AVR的落后是必然的結果，雖然ATMEL公司還在大力推出新款AVR單片機，可以市場占有率越來越少，以至于在一般的電子市場上都買不到了。但是在網絡上還有一些原來在AVR最興盛時的粉絲團，他們還在堅持用AVR來制作和開發產品。不過在技術高速發展的今天，固執的忠實于一種品牌，而不是根據發展的需要而改變，這是很不理智的。當然，AVR目前還是有一定市場的，只是市場很小罷了。
8051和ARM的比較是另外一會事。就算是最強的增加型8051也不可能和ARM相比較。因為ARM是32位處理器核心，支持更大的處理速度和尋址能力，ARM9又支持MMU，可以安裝嵌入式操作系統。ARM是在8051和PC機用CPU之間的中層產品。用來開發多媒體產品，如MP4、手機等。8051和ARM的軟硬件平臺也是不同的，可是學習ARM可以做一個8051根本做不到的事情，所以學習ARM是值得的學習投入。只是在學習之前需要先想好，學習ARM的目的。是為了找一份好工作，還是為了制作更好玩的電子制作。
現在基礎ARM平臺開發的公司有許多，學習ARM可以找到不錯的工作。但是學好了8051也一樣可以有好的工作機會，只是ARM起步晚，會的人不多，競爭相對小一些。而且不管學什么都要面對未來繼續學習新技術的事實。學習ARM最關鍵的是學習操作系統，而不是ARM芯片本身。ARM最大的優勢就是因為它可以安裝操作系統，好像我們的電腦一樣，我們所寫的應用程序可以在操作系統上運行，而不像8051那樣單線程運行。安裝操作系統最大的好處就是可以降低開發難度。有的人認為學習ARM要用操作系統是很難學的東西。其實這是錯誤的觀念，安裝操作系統就是為了減少開發難度，有一些如USB、液晶屏、鼠標、鍵盤的驅動程序已經有現成的了，只要在我們的應用程序中調用就行了。ARM的開發更側重于軟件層面的開發，更多的是開發上層應用程序和少量的底層驅動程序。ARM的硬件也是有固定的接口，有占用的LCD接口，有占用的USB接口，只要按官方的數據手冊制作就可以了。
對于想玩ARM的愛好者朋友，ARM的趣味并不大，而ARM的門檻卻很高。首先ARM芯片很貴，便宜的也要30多元，加上周邊的一系列配套的電路，一片ARM系統也要百元以上。而且ARM芯片封裝都是高密腳貼片封裝，沒有所謂的直插封裝。制作ARM的作品就必須制作PCB板，而且是2層到8層的PCB板。對于一般的愛好者來說，這是不容易接受的。另外，用ARM來完全小制作的資料非常之少，ARM的相關驅動程序一般都是某些公司的內部資料。相對來說最豐富的還是開源的LINUX和部分WIN CE的資料。一般開發ARM是需要團隊完成的，有專門開發軟件的，有專門負責硬件的，很少有一個人完成的。更不用說我們用ARM自己開發有趣的制作了。總之，ARM雖好，可是目前還不適合電子愛好者把玩。增強型8051單片機是最好的選擇，使用性能更好，功能更多的單片機可以產生許多創新設計。
以上就是我的一些評論，說的都是實話，言語中可能對某些現象表示了我個人的不滿，如有不周請原諒。歡迎發表您的看法，如果大家喜歡我的行業評論文章，請多多支持，好讓我有信心繼續撰寫更多的一家之言。謝謝！

ID:75667 · 發表于 2015-4-18 12:40

很好，看了清楚了很多東西，謝謝樓主

ID:65916 · 發表于 2015-4-23 19:13

說的都是實話，對初學者很重要

ID:87989 · 發表于 2015-8-25 22:17

經典語錄

ID:111174 · 發表于 2016-4-27 15:34

很好，指出了單片機初學者容易存在的誤區。

ID:107847 · 發表于 2016-6-1 16:03

嗯，幫助不少人解惑

ID:119742 · 發表于 2016-6-15 15:31

很強，點贊

ID:104014 · 發表于 2016-6-21 17:10

樓主說的在理

ID:96943 · 發表于 2016-6-21 23:28

很好的文章，幫我解惑了。自學的51還算不上會，想弄些工控的東西，聽說AVR的抗干擾能力比51強悍，就想學學AVR看看究竟，看來沒有必要了，又要費好大勁

ID:1 · 發表于 2016-6-22 01:11

JINHEYE 發表于 2016-6-21 23:28
很好的文章，幫我解惑了。自學的51還算不上會，想弄些工控的東西，聽說AVR的抗干擾能力比51強悍，就想學學A ...

入門用51,抗干擾用pic，低功耗用430,要性能選stm32單片機吧

ID:128295 · 發表于 2016-6-27 16:24

樓主的話很實在

ID:134810 · 發表于 2016-9-20 15:57

就在學Arm，門檻高，有點煩

ID:889178 · 發表于 2023-6-17 19:10

這么說8年的時間arm越來越多了，用了8年，而且現在esp32也出來了。也就是說3，4年就得更新知識結構，而且時看對未來，不然的話，方向錯了也不行。
2023.6.17

ID:319284 · 發表于 2023-7-4 08:25

眾多的硬件平臺，適用就行

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