聊聊單片機(jī)8051的發(fā)展史

我敢保證，我們當(dāng)中的大多數(shù)人，在讀書的時(shí)候，玩的第一個(gè)芯片，基本上都是8051的。利用它來編各種跑馬燈，七段數(shù)碼管，這是平常到不能再平常的事情了。相信大家對“MOV”應(yīng)該不陌生吧？

可能現(xiàn)在很多人已經(jīng)不玩51了，改行玩DSP，玩ARM，玩FPGA了，但毫無疑問8051才是我們的初戀。

今天我們聊聊8051的發(fā)展史，還有順便說一下國內(nèi)一個(gè)做51芯片的“奇葩”公司——宏晶科技（STC）。

8051是Intel的發(fā)明

談8051，就不得不說一下單片機(jī)，單片機(jī)誕生于1971年，經(jīng)歷了SCM、MCU、SoC三大階段，早期的SCM單片機(jī)都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8051，此后在8051上發(fā)展出了MCS51系列MCU系統(tǒng)。8051由英特爾公司于1981年制造，這是一種8位元的單芯片微控制器，屬于MCS-51單芯片的一種。

8051單芯片是同步式的順序邏輯系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)的工作完全是依賴系統(tǒng)內(nèi)部的時(shí)脈信號，用以來產(chǎn)生各種動(dòng)作周期及同步信號。在8051單片機(jī)中已內(nèi)建時(shí)鐘產(chǎn)生器，在使用時(shí)只需接上石英晶體諧振器（或其它振蕩子）及電容，就可以讓系統(tǒng)產(chǎn)生正確的時(shí)鐘信號。

英特爾原來的8051系列的開發(fā)利用 NMOS 技術(shù)，但后來的版本中，在其名稱加入字母C（例如，80C51），確定使用 CMOS技術(shù)，這樣比NMOS節(jié)能源。這使它們更適合于電池供電設(shè)備。

8051在單一的封裝中提供很多功能（包括CPU,RAM,ROM,輸入輸出，中斷，時(shí)鐘等）。

8051能夠達(dá)到以一般工業(yè)配線盤更小的體積，來達(dá)成自動(dòng)控制作業(yè)，如感測訊號的擷取、循序控制等，它皆能輕易的完成。 近年來單芯片的功能不斷加強(qiáng)，價(jià)格愈加便宜，傳統(tǒng)的8051已經(jīng)成為學(xué)校的教材。

單芯片具備了便宜、電路簡單、體積小與耗電低等優(yōu)點(diǎn)，所以目前在業(yè)界使用的極為廣泛。比如要控制一個(gè)馬達(dá)就不需要使用一臺(tái)PC來控制，只要一顆單芯片加上驅(qū)動(dòng)電路就可以加以控制這顆馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)了。

在這里穿插一個(gè)故事：

早期的MCU有三大龍頭Zilog—Z80 、Intel—8051和 Motorola—68xx ，相信有在玩MCU的人應(yīng)該不陌生。

然而后來的Intel走進(jìn)了學(xué)術(shù)界，透過老師及教授的力量，大量撰寫教材與教具，經(jīng)過一兩個(gè)世代的輪替后市場的分布開始起了變化。（終于明白為什么我大學(xué)用的是8051了）

這種操作的手法跟微軟其實(shí)很像，就是先教育使用者，然后自然習(xí)慣這樣的產(chǎn)品，相信大家都不難發(fā)現(xiàn)市面上幾乎清一色是8051的教材，聰明的你會(huì)選擇有詳盡參考資料的MCU上手，還是資源少得可憐又沒人可以問的MCU呢?

然而讓8051真的奠定穩(wěn)固地位的是個(gè)人電腦的興起。

微軟和Intel的結(jié)合創(chuàng)造了IBM相容電腦的規(guī)格，進(jìn)而開啟了8051的輝煌時(shí)代。

當(dāng)時(shí)的電腦BIOS 鍵盤掃描周邊IO 很多都是用8051所做的，而Z80與68xx就在這樣的趨勢中敗陣下來退居二線，這絕對不是技術(shù)底子不好，也絕對不是MCU不夠穩(wěn)定，只是市場要不要你的簡單答案。

市場的老大并不是企業(yè)本身，而是使用者當(dāng)產(chǎn)品的擁護(hù)者越多企業(yè)就越茁壯，要有越多的擁護(hù)者，經(jīng)營理念是相當(dāng)重要的，很多市場上的成敗往往一開始就已經(jīng)決定了 。

到后來，由于其極低的成本，簡便的開發(fā)，51單片機(jī)被廣泛應(yīng)用到各種小家電和產(chǎn)品上面。

無所不在的處理器，對廠商來說，等于是無可限量的商機(jī)。因此，許多處理器應(yīng)用架構(gòu)都想要取代8051當(dāng)市場一哥。不過8051太頑強(qiáng)了，因?yàn)镮ntel完全把它所有的相關(guān)專利開放了，業(yè)界可以任意使用其架構(gòu)發(fā)揮創(chuàng)意，許多IC設(shè)計(jì)廠商透過巧思，在8051這塊原料里加上了許多不同的配料，針對不同的市場饕客，設(shè)計(jì)出許多不同口味的菜肴，滿足不同應(yīng)用類型與每個(gè)人挑剔的胃口。

因此，各種高頻率、高效能的8051產(chǎn)品紛紛誕生，比如說原始8051僅有12MHz，但修改版時(shí)鐘最高可超過100MHz，不少廠商修改了內(nèi)部時(shí)鐘的運(yùn)作規(guī)則，產(chǎn)生許多效能更變態(tài)的版本。另外原始8051可定址的存儲(chǔ)容量有限，廠商也推出能定址到16bit存儲(chǔ)的版本，讓系統(tǒng)吃個(gè)飽飽。

但不管再怎么修改，8051還是8051，為了相容性，許多歷史包袱仍然丟不掉，就技術(shù)上來說，砍掉重練推出一款超級8051是有可能的，如此時(shí)脈可以上看數(shù)百M(fèi)Hz，甚至內(nèi)部資料與外部連接寬度都可以搞到32或64位元，但這么一來也就失去8051的相容性優(yōu)勢，倒不如重新開發(fā)一款全新的MCU產(chǎn)品。例如ARM各系列產(chǎn)品成為取代51的最佳人選。

但在開頭我說了，我這篇文章除了介紹51的發(fā)展外，還想介紹一下另一個(gè)奇葩公司，我敢說這是半導(dǎo)體業(yè)里面最奇葩的，沒有之一。這個(gè)公司就叫做宏晶科技，我們一般叫他STC。

謎一樣的STC，服！

大家就跟隨我的腳步去了解一下這個(gè)神奇的存在。

小編谷歌了一下STC，第一個(gè)就是他們家的網(wǎng)址。

這title嚇到我了，8051單片機(jī)全球第一品牌，全球最大的8051單片機(jī)設(shè)計(jì)公司。

畢竟作為一個(gè)有好奇心的小編，對于一個(gè)這么牛逼的公司，怎么的都想去看一下的。進(jìn)去的時(shí)候，我真的崩潰了。我以為我自己穿越了，你知道么。

首頁是這樣的。

往下拉一點(diǎn)是這樣的

再往下拉一點(diǎn)是這樣的

頁底是這樣的

看到這里，我真的尷尬癥都煩了，雖然作為一個(gè)搞硬件的，你可以對于網(wǎng)頁簡單點(diǎn)，但簡單不等于隨便啊。

說完對于其網(wǎng)站的一些吐槽以后，我們看看用戶是怎么噴他們的產(chǎn)品的。

STC 1T系列單片機(jī)，是目前為止，我個(gè)人認(rèn)為最適合燈光調(diào)光類產(chǎn)品的單片機(jī)IC。但是目前市場上，對STC的罵聲一片，至少在我經(jīng)常上的一些關(guān)于單片機(jī)的論壇也好，經(jīng)常聊的一些關(guān)于單片機(jī)、電子技術(shù)的Q群也好并不怎么看好STC單片機(jī)。

至于原因嘛，有目共睹的，STC因吹牛皮不慎，引犯眾惡。比如：

一、數(shù)據(jù)手冊、規(guī)格書做得不專業(yè)，很嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)據(jù)手冊、規(guī)格書被做得很像宣傳手冊一樣，很奇怪，怎么不參照一下Microchip或者ATMEGA AVR這些牌子的數(shù)據(jù)手冊、規(guī)格書呢。（聽說上面有廣告的datasheet，就是正版的。）

二、產(chǎn)地不詳。STC號稱中國大陸本土品牌，中國人自己的單片機(jī)。既不能提供產(chǎn)地的資料，又不明確表態(tài)所用的技術(shù)是出自哪里的?？蛻舸螂娫掃^去咨詢，說是美國的技術(shù)，上海制造，但是打電話到美國咨詢卻沒人接聽。官網(wǎng)上卻宣稱是中國自己的技術(shù)。有點(diǎn)矛盾。不過最近STC官網(wǎng)發(fā)布了一些TSMC生產(chǎn)現(xiàn)場的照片，說明的確是上海制造。

三、ISP燒錄軟件不像樣，經(jīng)常出錯(cuò)，在裝有AUTOCAD上的電腦啟動(dòng)，將會(huì)一起啟動(dòng)AUTOCAD的安裝程序。巨郁悶……

四、自吹自擂，號稱無法解密的單片機(jī)，如15F系列用的第八代加密技術(shù)，但是市場上隨便三兩千元都能解密了。還懸賞十萬請專家?guī)兔Σ檎矣袩o漏洞。你說會(huì)不會(huì)有這么笨的人，我要是知道你的解密方法，我也不去做這么蠢的事，斷自己的財(cái)路，這么等同于殺雞取卵么？

五，吹噓，關(guān)于吹噓，STC說8051單片機(jī)全球第一品牌, 全球最大的8051單片機(jī)設(shè)計(jì)公司。我們知道其以前還是稱國內(nèi)最大，其實(shí)也只能是國內(nèi)出貨量最大，8051的設(shè)計(jì)能力和美國的一些廠商還是無法比。

六，用戶碰到問題的時(shí)候，其姚老板的觀點(diǎn)有兩方面：

1、 我們的芯片沒問題，你仔細(xì)檢查一下你的設(shè)計(jì)2 、這個(gè)我沒弄過，你自己試一試呢。

當(dāng)時(shí)我就蒙了，好不好。

綜上所述，STC的確缺點(diǎn)多多。但不得不承認(rèn)STC仍擁有很多的優(yōu)點(diǎn)、很強(qiáng)大的功能。比如說：

一、STC是1T單片機(jī)，速度十分的快。使用如此高速的單片機(jī)進(jìn)行燈光PWM調(diào)光（多數(shù)為軟件PWM，硬件PWM在選型、移植、設(shè)計(jì)都有較多的不便，但軟件PWM要求較高的速度），能讓光線柔和無閃爍感。這是其它單片機(jī)無法比擬的。也是STC適合于燈光調(diào)光類產(chǎn)品最主要的原因。

當(dāng)然，1T、4T的單片機(jī)比比皆是。如Microchip、AVR、Silicon Labs。但STC可以用到30～40MHZ的單片機(jī)，Microchip、AVR的中低檔單片機(jī)中根本沒有。

高檔就算啦，不是同一個(gè)價(jià)位的。而且進(jìn)口貨，也貴得驚人。有一次，Microchip一代理商給我打電話說，你們現(xiàn)在用的單片機(jī)也幾塊錢啊，我們Microchip也有一塊兩塊美金的單片機(jī)啊。*，幾塊美金是多少人民幣了？

至于Silicon Labs各方面性能也不錯(cuò)的，還有個(gè)交*選擇開關(guān)挺好用的，引腳的第三功能可以隨意切換。但價(jià)格嘛，也相對的高。而且要么是幾K幾十K的IC，容量多不是不好，但用不上的容量意味著浪費(fèi)。封裝也大多數(shù)僅有貼片封裝?？赡苓@哥們想得太高了。至于***的一些牌子，如義隆、麥肯、合泰等，一個(gè)彷真器都幾千的，要是不下點(diǎn)本還真沒辦法用。

二、STC供貨、價(jià)格穩(wěn)定。STC總部就在深圳。無論是供貨還是價(jià)格都相當(dāng)穩(wěn)定，不像那些進(jìn)口的IC，價(jià)格總是隨市場變來變?nèi)?，甚至有時(shí)有錢也拿不著貨。

三、下載、編程方便。STC直接串口下載，F(xiàn)LASH存儲(chǔ)，51內(nèi)核參考例程多，基本不彷真都行（至少我用這么久還沒找過彷真芯片）。前面說了，某些牌子都得專用編程器專用彷真器才能有。

四、至于抗干擾能力嘛。不得不說STC芯片自身的確不如某些牌子，幾乎公認(rèn)Microchip PIC C（OTP存儲(chǔ)）系列自身的抗干擾能力最強(qiáng)。所以本人認(rèn)為STC目前來講仍不適合應(yīng)用于工業(yè)控制或者是汲及生命安全、人身安全的應(yīng)用上。但是燈光調(diào)光類的控制，不會(huì)處于強(qiáng)干擾范圍也不需要擁有太強(qiáng)的抗干擾能力。五、STC型號眾多、封裝多種多樣、配置也各有千秋。從幾十引腳到最少的8腳、從ROM幾十K到最少的512Byte。調(diào)光類產(chǎn)品即不等同于昂貴的安防設(shè)備、手持儀器，也不等同于對價(jià)格極敏感的小家電。所以它對成本的要求是在于中等偏下水平的，而這個(gè)水平和性能要求的范圍內(nèi)貌似僅有STC比較合適。

六、個(gè)人民族情結(jié)，STC至少敢于在行業(yè)內(nèi)宣稱自己是中國品牌（中國制造的形像似乎不太好），即使這是一個(gè)錯(cuò)誤，也寧愿相信中國芯是個(gè)事實(shí)?；ヂ?lián)網(wǎng)上宣稱銷量排名第一瑞薩單片機(jī)（小日本品牌），這個(gè)第一挺值得懷疑的，我問過很多人，都不知瑞薩為何物，也有可能是行業(yè)不同或者瑞薩多應(yīng)用于小家電。反正小日本的東西，哥挺反感的。

總結(jié)一下，STC活下來了,活的還不錯(cuò)，原因主要是：

幾乎完全依靠學(xué)生市場和越來越小的超低端小批量市場(因?yàn)槌诉@兩個(gè)其他的STC都活不下去)生存了這么多年,出了這么多產(chǎn)品,而且那個(gè)神奇的IAP工具越做越像客戶端,我一直在等著哪天STC把編譯器做進(jìn)去,直接就在下載工具里面寫程序了.

至于穩(wěn)定性什么的,我不知道有多少人是做過產(chǎn)品的,有多少人是用STC做過產(chǎn)品的.我沒有,所以我不評價(jià)STC本身的穩(wěn)定性.但是任何一個(gè)指標(biāo)僅僅定性是沒有價(jià)值的,都是要定量的,要有指標(biāo)的,什么樣的指標(biāo)下做到什么的成績,這才是一個(gè)可以操作可以比較的東西.在今天用STC做產(chǎn)品除了簡單以外毫無優(yōu)勢,一個(gè)選型的時(shí)候就以開發(fā)簡單為向?qū)У漠a(chǎn)品,可靠性???

然后我自認(rèn)為的STC最大的優(yōu)勢,就是超低的學(xué)習(xí)成本,雖然這樣導(dǎo)致了注定很難有驚艷的設(shè)計(jì)或者產(chǎn)品(不代表沒有).但是低端市場也是市場,而且很大.這樣的市場有這樣的需求,STC滿足了這個(gè)需求就很好,就像廣場舞滿足了普通大眾的娛樂需求,STC滿足了一個(gè)工程師群體做產(chǎn)品的需求,這就夠了。