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。
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