八位单片机由于内部构造简略,体积小,本钱低价,在一些较简略的控制器中运用很广。即使到了本世纪,在单片机运用中,仍占有适当的比例。由于八位单片机品种繁多,本文仅将常用的几种在性能上作一个简略的比较,供读者在运用时作参阅。1.51系列​　　运用最广泛的八位单片机首推Intel的51系列,由于产品硬件结构合理,指令系统标准,加之出产前史“悠长”,有先入为主的优势。国际有许多著名的芯片公司都购买了51芯片的中心专利技术,并在其基础上进行性能上的扩大,使得芯片得到进一步的完善,构成了一个庞大的系统,直到现在仍在不断翻新,把单片机国际炒得沸反盈天。有人估测,51芯片可能最终构成事实上的标准MCU芯片。　　51系列长处之一是它从内部的硬件到软件有一套完好的按位操作系统,称作位处理器,或布尔处理器。它的处理对象不是字或字节而是位。它不光能对片内某些特别功用寄存器的某位进行处理,如传送、置位、清零、测验等,还能进行位的逻辑运算,其功用十分齐备,运用起来称心如意。虽然其他品种的单片机也具有位处理功用,但能进行位逻辑运算的实属罕见。51系列在片内RAM区间还特别拓荒了一个两层功用的地址区间,十六个字节,单元地址20H～2FH,它既可作字节处理,也可作位处理（作位处理时,合128个位,相应位地址为00H～7FH）,运用极为灵敏。这一功用无疑给运用者供给了极大的便利,由于一个较复杂的程序在运转进程中会遇到许多分支,因此需树立许多标志位,在运转进程中,需求对有关的标志位进行置位、清零或检测,以断定程序的运转方向。而施行这一处理（包含前面一切的位功用）,只需用一条位操作指令即可。　　例1：如对21H的第0位（相应位地址为08H）置位,只需用一条位指令,　　SETB08H　　对周围的其他位不会产生影响。　　有的单片机并不能直接对RAM单元中的位进行操作,如AVR系列单片机中,若想对RAM中的某方位位时,有必要经过状况寄存器SREG的T位进行中转。　　例2：如对RAM中的R0寄存器的第4方位位,则　　BSET6;状况寄存器T置位　　BLDR0,4;将T位复制到R0的第4位　　明显,后者比前者要复杂。　　51系列的另一个长处是乘法和除法指令,这给编程也带来了便当。八位除以八位的除法指令,商为八位,精度嫌不行,用得不多。而八位乘八位的乘法指令,其积为十六位,精度还是能满足要求的,用的较多。作乘法时,只需一条指令就行了,即MULAB(两个乘数分别在累加器A和寄存器B中。积的低位字节在累加器A中,高位字节在寄存器B中)。许多的八位单片机都不具有乘法功用,作乘法时还得编上一段子程序调用,十分不便利。　　在51系列中,还有一条二进制-十进制调整指令DA,能将二进制变为BCD码,这关于十进制的计量十分便利。而在其他的单片机中,则也需调用专用的子程序才行。　　Intel公司51系列的典型产品是8051,片内有4K字节的一次性程序存储器（OTP）。Atmel公司就将其改为电可改写的闪速存储器（Flash）,容许改写1000次以上,这给编程和调试带来极大的便当,其产品AT89C51、AT89C52……等成为了当今最盛行的八位单片机。　　51系列的I/O脚的设置和运用十分简略,当该脚作输入脚运用时,只须将该脚设置为高电平（复位时,各I/O口均置高电平）。当该脚作输出脚运用时,则为高电平或低电平均可。低电平时,吸入电流可达20mA,具有必定的驱动才能;而为高电平时,输出电流仅数十μA甚至更小（电流实际上是由脚的上拉电流构成的）,基本上没有驱动才能。其原因是高电平时該脚也一起作输入脚运用,而输入脚有必要具有高的输入阻抗,因此上拉的电流有必要很小才行。作输出脚运用,欲进行高电平驱动时,得运用外电路来实现（见附图）,I/O脚不通,电流经R驱动LED发光;低电平时,I/O脚导通,电流由该脚入地,LED灭（I/O脚导通时对地的电压降小于1V,LED的域值1.5～1.8V）。　　51系列I/O脚运用简略,但高电平时无输出才能,可谓有利有弊。故其他系列的单片机（如PIC系列、AVR系列等）对I/O口进行了改善,增加了方向寄存器以断定输入或输出,但运用也变得复杂。　　一些精装的51产品也相应呈现,如Atmel公司的AT89C1051、AT89C2051、AT89C4051等（闪速存储器分别为1K、2K、4K等,但不能外接数据存储器）,指令系统与AT89C51完全兼容,但引脚均为20脚,不光体积小,并且价格低价,这使得其他的公司竞相模仿。　　不过,原51系列也有许多值得改善之处,如运转速度过慢等。当晶振频率为12MHz时,机器周期达1μs,明显习惯不了现代高速运转的需求。华邦公司(Winbond)出产的产品型号为W77系列和W78系列,W78系列与AT89C系列完全兼容。W77系列为增强型,对原有的8051的时序作了改善,每个机器周期从12个时钟周期改为4个周期,使速度提高了三倍,一起,晶振频率最高可达40MHz。W77系列还增加了看门狗WatchDog、两组UART、两组DPTR数据指针、ISP等多种功用。

8位、16位、32位是指单片机的“字长”，也就是一次运算中参加运算的数据长度，这个位是指二进制位。以8位为例，8位二进制的表达规模是0000，0000~1111，1111即十进制的0~255，即每次参加运算的数据最大不能超越255。而16位机的字长是16位，其数据表达规模是0~65535，即每次参加运算的数据最大不能超越65535；32位单片机的字长是32位，其数据表达规模是0~4294967295，即每次参加运算的数据最大不能超越4294967295。8位、16位、32位与单片机的功用密切相关，一般32位机的功用要高于16位机，而16位机的功用又要高于8位机。为什么会这样呢？这要从2个方面来剖析。榜首，位数不同，运算功率不同。对于8位机而言，由于在一次运算中的每一个数都不能超越8位，因而即便如100+200=300这样的运算，它也不能一次完结，由于300已超越了8位所能表达的最大规模（255），因而，要对这样的一个式子进行运算，就要编写一段程序，将运算分步完结，最后组成起来得到一个正确的成果。而如果选用16位单片机来运算的话，那么一次运算就够了，明显分步完结所需求的时刻要远远大于单步完结所需求的时刻。同样道理，当某个运算的成果或许中心值大于65535时，16位机也不能一次运算，要分步完结它，而32位机则能够一次运算完结。第二，商业要素。一般运算才能越高，表示这个单片机功用越强，当然，价格高一些人们也能够接受，有了价格空间，生产商一般都会在这些芯片中供给更多的其他的功用，使得芯片的全体功用得到更大的提升。典型的单片机中，80C51系列，PIC系列，AVR系列都是8位单片机；80C196、MSP430系列是16位机；而目前十分抢手的ARM系列则是32位机。​

因为LED是电流特性器材，即在饱满导通的前提下，其亮度跟着电流大小的改动而改动，不是跟着其两端电压的改动而改动。因而，专用芯片的一个最大特色是供给恒流源。恒流源可确保LED的安稳驱动，消除LED的闪耀现象。下面将要点介绍LED显现屏的专用驱动芯片。2专用芯片的主要参数和开展现状专用芯片具有输出电流大、恒流等根本特色，比较适用于要求大电流、画质高的场合，如户外全彩屏、室内全彩屏等。专用芯片的要害功用参数有最大输出电流、恒流源输出路数、电流输出差错(bittobit，chiptochip)和数据移位时钟等。1)最大输出电流现在干流的恒流源芯片最大输出电流多界说为单路最大输出电流，一般90mA左右。电流安稳是专用芯片的根本特性，也是得到高画质的根底。而每个通道一同输出安稳电流的最大值(即最大安稳输出电流)对显现屏更有意义，因为在白平衡状态下，要求每一路都一同输出恒流电流。一般最大恒流输出电流小于答应的最大输出电流。2)恒流输出通道恒流源输出路数有8位(8路恒源)和16位(16路恒源)两种规格，现在16位源占干流，其主要优势在于减少了芯片尺度，便于LED驱动板(PCB)布线，特别是对于点间隔较小的LED驱动板更有利。3)电流输出差错电流输出差错分为两种，一种是位间电流差错，即同一个芯片每路输出之间的差错；另一种是片间电流差错，即不同芯片之间输出电流的差错。电流输出差错是个很要害的参数，对显现屏的均匀性影响很大。差错越大，显现屏的均匀性越差，很难使屏体到达白平衡。现在干流恒流源芯片的位间电流差错(bittobit)一般在+60%以内，(chiptochip)片间电流差错在±15％以内。4)数据移位时钟数据移位时钟决定了显现数据的传输速度，是影响显现屏的更新速率的要害目标。作为大尺度显现器材，显现刷新率应该在85Hz以上，才干确保安稳的画面(无扫描闪耀感)。较高的数据移位时钟是显现屏获取高刷新率画面的根底。现在干流恒流源驱动芯片移位时钟频率一般都在15MHz以上。在LED上游外延片、芯片出产上，美国、日本、欧盟仍拥有很大的技能优势，而我国台湾地区则已成为全球重要的LED出产基地。尽管我国在LED外延片、芯片的出产技能上间隔国际先进水平还有较大距离，国内芯片、外延片的出产还会集在中低端产品，但是国内巨大的运用需求，给LED下流厂商带来巨大的开展机会。尽管各种芯片的解决计划都是用于驱动LED显现屏，但因为各种芯片所具有的功用不同，故驱动计划的特性也各有不同。下面介绍现在在我国占干流地位的16位恒流LED显现屏驱动芯片，并从运用的视点对它们进行剖析比较。3几种驱动解决计划介绍和比较3.1TLC5941驱动芯片TLC5941芯片是TI(德州仪器)公司最新推出的，具有点校对、高灰度等级(PWM操控)等特色。TLC5941一切内部数据寄存器，灰度寄存器，点校对寄存器和过错状态信息都经过串行接口存取，最大串行时钟频率30MHz，片间电流差错一般在±6％以内，位间电流差错一般在±4％以内，每通道最大输出电流80mA。TLC5941的每个通道可用PWM方法根据内部灰度寄存器的值进行4096级灰度操控，该寄存器是12位的，每个通道LED的驱动电路由6位点校对寄存器的值进行64级操控，且驱动电流的最大值可经过片外电阻设定。64级电流操控供给了LED点灰度校对的才干，4096级灰度调整则确保了即使在较低的灰度等级下，点阵中的每个点也有多达256级的灰度表明，从而红绿蓝全彩屏可有16M色的颜色表达才干，这两点对于高质量的五颜六色大屏幕显现是分外重要的。相对于传统的五颜六色大屏幕显现体系，会集发作PWM进行灰度操控，可编程逻辑芯片(或高速CPU)只需要处理缓存办理、灰度和点校对数据的输出，规划复杂度下降，且因为PWM的灰度操控与数据串行移出无关，可很方便地取得较高帧频，取得很好的动态显现作用。为了确保五颜六色大屏幕的可靠运转，TLC5941供给了每一路LED开路(LOD)和过温检测(TSD)的才干，内置集电极开路输出电路，用于犯错时报警。16个通道中不管哪个通道有过错发作，内置集电极开路输出电路的输出管脚就会被拉到低电平，经过查询芯片的内部状态信息，就可知道哪一路呈现毛病，体系中一切TLC5941内置集电极开路输出电路的输出管脚可接到一同，经过上拉电阻接到高电平，经过监控这个信号，体系可在运转过程中进行自我确诊。TLC5941适用于作业环境比较恶劣一同对显现作用要求很高以及对安全功用要求很高的场合，比方高速公路的LED信息指示牌，大型的露天LED电视等。3.2MBI5028驱动芯片MBI5028是台湾MBI(聚积科技)公司推出的一款有可编程电流增益功用的LED屏驱动芯片。它内置串并移位寄存器和输出锁存器，且选用PrecisionDrive技能以得到更优秀的电气特性。MBl5028的最大串行时钟频率为25MHz，片间电流差错一般在±6％以内，位间电流差错一般在±3％以内，最大输出电流为90mA。MBI5028内建电流增益操控逻辑单元，可编程电流增益功用选用Share-IO技能，无须添加额定的管脚，只需在对应的管脚输入一特定的序列信号，就可进入MBI5028的特殊功用形式--电流调整形式。在该形式下，可经过体系微操控器，向电流增益操控逻辑单元写入不同电流增益的数据，锁存这些数据，并经过内建数字与模仿同享的转换器，有用操控电流的输出。因为作业环境的改动和LED屏老化，LED屏亮度将会下降，如以一个固定顺向电流，LED屏的亮度差错就会较小。经过可编程的电流增益功用和PrecisionDrive技能，可调整电流差错，补偿LED屏的亮度，一同取得比较高质量的图画。运用PrecisionDrive技能并内建数字与模仿同享的转换器，在相同精确度下，经过改动数字码的方法，从而取得相对的输出电流，进而提高LED屏的成像质量。现在的技能可认为LED显现屏供给256个电流等级，使其到达1200％的总动态规模，供给256个输出电流等级。在电气特性和芯片封装方面，MBI5026兼容性比较好，运用者不用更改以前为同类型芯片规划的PCB板，就可取得具有Share-IO技能的电流增益技能，能大大地下降晋级本钱。MBI5026适用于作业环境条件并不严苛，但要求高质量成像的LED屏驱动计划上，比方室内的大型LED显现屏等中低端屏幕。一同MBI5028还适用于老驱动芯片的晋级。3.3ST2221C驱动芯片ST2221C是我国台湾SITI(点晶科技)公司推出的一款LED屏驱动芯片。它内置串并移位寄存器单元、输出锁存器单元和电流输出操控单元，电气特性较为优秀。ST2221C的最大串行时钟频率为25MHz，片间电流差错一般在±10％以内，位间电流差错一般在±6％以内，最大输出电流为120mA。ST2221C包括16通道恒流驱动单元，能一同驱动16路LED。它适用于一些低端屏的驱动，比方室内信息屏等低端LED显现屏。4存在的问题4.1功耗及发热问题因为输出电流较大，LED显现屏芯片的功耗和发热问题一直是阻扰驱动芯片开展的榜首要素。在将来可能呈现的手持式LED显现屏的驱动方法上，这个问题将会变得尤为杰出。跟着LED器材制作工艺水平的前进和驱动电流的减小，问题会逐渐得到解决。4.2运用本钱问题一块干流16位稳态电流LED显现屏驱动芯片只能驱动16路的LED器材。一块分辨力为1024×768的LED显现屏就必须运用多块驱动芯片才干取得预期作用，这样就使得材料本钱比较高。如果选用驱动芯片自身选用扫描方法，那么一块干流的驱动芯片就能一次驱动多路LED器材，将会使运用本钱下降许多。5小结从这几家LED驱动芯片制作商的产品结构来看，现在干流芯片主要分为3个层次。榜首层次是具有灰度机制的芯片，这类芯片内部具有PWM功用，可以根据输入的数据发作灰度，更易构成深层次灰度，显现高品质画面。第二层次是具有输出开路检测(LOD)、温度过热维护(TSD)、亮度调节功用的芯片，这些芯片因为有了附加功用而更适用于特定场合，如用于可变情报板，则要求芯片具有侦测LED过错的功用。第三档为不带任何附加功用的恒流源芯片，此类芯片只为LED供给恒流源，确保屏体显现