前言

單片機選型是一件重要而費心的事情，如果單片機型號選擇合適，單片機應用系統經濟性，可靠性較高；否則易造成經費高，系統性能到不到要求。因此掌握并正確運用單片機選型原則，選擇出最能適用于應用系統的單片機，保證單片機應用系統有最高的可靠性,最優的性能價格比,最長的使用壽命和最好的升級換代的方案。

1、需求調研

選型前，首先對自己的需求有所了解，清楚自己需要哪些功能。具體便是確定電路板具有的硬件功能，如CAN、RS232、RS485、網口、USB通訊等，具體數量的IO口，具體類型的串口屏、LCD屏，板載FLASH，SD，音頻輸出等。

2、性能

如何選擇單片機，首先也是最重要的一點就是考慮功能要求，即設計的對象是什么，要完成什么樣的 任務，再根據設計任務的復雜程度來決定選擇什么樣的單片機。

在單片機的性能上有很多要考慮的因素，比如中斷源的數量和優先級、工作溫度范圍、有沒有低電壓檢測功能、單片機內部有無時鐘振蕩器、有無上電復位功能等等

3、存儲器

單片機的存儲器可分為程序存儲器（ROM）和數據存儲器（RAM）。

程序存儲器是專門用來存放程序和常數的，有MASK （掩模）ROM、OTPROM、EPROM、FlashROM 等類型。掩模這種形式的程序存儲器適用成熟的和大批量生產的產品，如使用到彩色電視機等家電產品中的單片機就采用這種方式，只要用戶把應用程序代碼交給半導體制造廠家，在生產相應的單片機時將程序固化到芯片中，這種芯片一旦生產出來，程序就無法改變了。

采用EPROM 的單片機具有可以靈活修改程序的優點，但存在需要紫外線擦除、較費時間的缺點。在自己做試驗或樣機的研發階段，推薦使用Flash 單片機，它有電寫入、電擦除的優點，使得修改程序很方便，可以提高開發速度。對于初具規模的產品可選用OTP 單片機，它不但能免去較長的產品掩模時間，加快產品的上市時間，而且方便程序的修改，能夠對產品進行及時的調整和升級。

程序存儲器的容量可根據程序的大小確定。對于8位單片機片內程序存儲器的最大容量能達到64KB，不夠時還可以擴展。選用時程序存儲器的容量只要夠用就行了，不然會增加成本。

數據存儲器是程序在運行中存放臨時數據的，掉電后數據即丟失，現在有些型號的單片機提供了EEPROM，可用來存儲掉電后需要保護的關鍵數據，如系統的一些設置參數。

4、運行速度

單片機的運行速度首先看時鐘頻率，一般情況對于同一種結構的單片機，時鐘頻率越高速度越快。

其次看單片機CPU 的結構；采用CISC 結構（集中指令集）比采用RISC 結構（精簡指令集）的速度要慢。就 是同一種結構、同一種時鐘頻率的單片機，有時候速度也不一樣，比如Winbond （華邦）公司的W77 系列 的51 單片機1個機器周期只要4 個時鐘周期，而一般的51 單片機1個周期是12個時鐘周期，前者的速度是后者的3倍。

在選用單片機時要根據需要選擇速度，不要片面追求高速度，單片機的穩定性、抗干擾性等參數基本上是跟速度成反比的，另外速度快功耗也大。

5、I/O （輸入/輸出）口

I/O 口的數量和功能是選用單片機時首先要考慮的問題之一，要根據實際需要確定I/O 口的數量，I/O口多余了不僅芯片的體積增大，也增加了成本。選用時還要考慮I/O 口的驅動能力，驅動電流大的單片機可以簡化外圍電路。

51等系列的單片機下拉（輸出低電平）時驅動電流大，但上拉（輸出高電平）時驅動電流很小。而PIC 和AVR 系列的單片機每個I/O 口都可以設置方向，當輸出口使用時以推挽驅動的方式輸出高、低電平，驅動能力強，也使得I/O 口資源靈活、功能強大、可充分利用。當然我們也可以根據I/O 口的功能來設計外圍電路，例如用51 單片機驅動數碼管，我們選用共陽的數碼管就能發揮其輸出口下拉驅動電流大的特點。

6、定時/計數器（I/O）

大部分單片機提供2～3 個定時/計數器還具有輸入捕獲、輸出比較和PWM （脈沖寬度調制）功能，如AVR 單片機。有的單片機還有專門的PCA （可編程計數器陣列）模塊和CCP （輸入捕獲/輸出比較/PWM）模 塊，如PIC 和Philips 的部分中高檔單片機。利用這些模塊不僅可以簡化軟件設計，而且能少占用CPU 的 資源。

現在還有不少單片機提供了看門狗定時器（WDT），當單片機“死機”后可以復位。

選用時可根據自己的需要和編程要求進行選擇，不要片面追求功能多，用不上的功能就等于金錢的浪費。

7、串行接口

單片機常見的串行接口有：標準UART 接口、增強型UART 接口、I2C 總線接口、CAN 總線接口、SPI接 口、USB 接口等。大部分單片機有串行接口。在沒有特別說明的情況下我們常說的串行接口，簡稱串口， 指的就是UART。

如果系統只用一個單片機芯片時，UART 接口或USB 接口通常用來和計算機或其他芯片通信，不需要和其他設備/芯片通信時可以不用。

SPI接口可用來進行ISP編程，當你沒有編程器時，盡量選用帶這種接口的單片機，當然SPI接口也能用來和其它外設進行高速串行通信。

I2C 總線是一種兩線、雙向、可多主機操作的同步總線，IC 總線是一種工業標準，被廣泛應用在各種電子產品中，如現在的彩色電視機就采用IC 總線進行參數的設置。具有 IC 總線接口的單片機在使用AT24C01 等串行EEPROM 時可以簡化程序設計。

通常情況下使用最多的是UART 接口，其它接口可根據你的需要選擇。

8、模擬電路功能

現在不少單片機內部提供了A/D 轉換器、PWM 輸出和電壓比較器，也有少量的單片機提供了D/A 轉換器。單片機在集成片內A/D 轉換器的同時，還集成了采樣/保持電路，使用戶容易建立精密的數據采集系統。

PWM 輸出模塊可用來產生不同頻率和占空比的脈沖信號。利用PWM 輸出模塊配合RC 濾波電路即可方便實現D/A 輸出功能。PWM 輸出模塊也可以用來實現直流電機的調速等功能。

單片機內部集成的電壓比較器可以實現多種功能，例如作閥值檢測，實現低成本的A/D 轉換器等。

9、工作電壓、功耗

單片機的工作電壓最低可以達到1.8V，最高6V，常用的單片機工作電壓為4.5V～5.5V，低電壓系列為2.7V～5.0V或2.4V～3.6V。選用時根據供電方式確定。

單片機的功耗參數主要是指正常模式、空閑模式、掉電模式下的工作電流，用電池供電的系統要選用電流小的產品，同時要考慮是否要用到單片機的掉電模式，如果要用的話必須選擇有相應功能的單片機。

10、封裝形式

單片機常見的封裝形式有：DIP （雙列直插式封裝）、PLCC （PLCC 要對應插座）、QFP （四側引腳扁平封裝）、SOP （雙列小外形貼片封裝）等。

做實驗時一般選用DIP 封裝的，如果選用其它封裝，用編程器編程時還配專用的適配器。如果對系統的體積有要求，如遙控器中用的單片機，往往選用QFP和SOP封裝的。

11、抗干擾性能、保密性

選用單片機要選擇抗干擾性能好的，特別是用在干擾比較大的工業環境中的尤應如此。單片機加密后的保密性能也要好，這樣可保證你的知識產權不容易被侵犯。

12、單片機的可開發性

這也是一個十分重要的因素。所選擇的單片機是否有足夠的開發手段，直接影響到單片機能否順利開發，以及開發的速度。對于被選擇的單片機，應考慮下列問題。

13、開發工具、編程器

有沒有集成的開發環境，在支持匯編語言的同時是否支持C 語言，使用C 語言可加快你的開發進度， 另外C語言的移值性也好。

你所選用的單片機有沒有編程器支持，或能否采用ISP編程。

14、開發成本

你選擇的單片機對應的編程器、仿真器價格是否高，是否要用專用設備，比如有時單片機需要選用專用的編程器，這樣你的開發成本就高了。

15、開發人員的適用性

這也是一個很實際的問題，如果有兩種單片機都能解決問題，當然選一種你熟悉的品種。在大多數情況下大家往往優先考慮選擇51或STM32系列的單片機。

一般不選用類似小編在用的較冷門的瑞薩單片機，除了開發資料不夠豐富外，廠家的技術支持服務也不給力。

15、技術支持和服務

技術支持和服務可以從下面幾個方面進行考慮。

1、技術是否成熟
經大量使用被證明是成熟的產品你可以放心使用。

2、有無技術服務
國內有沒有代理商和相應的技術支持，網站提供的資料是否豐富，包括芯片手冊，應用指南，設計方案，范例程序等。

16、單片機的可購買性

單片機是否可直接購買到，這是指單片機能否直接從廠家或其代理商處買到，購買的途徑是否順暢。單片機是否有足夠的供應量，以保證所選擇的單片機能滿足產品的生產需要。

選擇單片機，還應注意選擇那些仍然在生產中的型號，已經停產的單片機是不能使用的，因為它已無后續供貨能力，直接影響到產品的繼續生產和生命力。同時，也會給人以一種過時的感覺，從而影響產品的新穎性。

最好還要看一下所選用的單片機是否在改進之中，顯然，對于準備推出新版本或有新版本的單片機，選擇用于應用系統或產品具有較強的后勁。

17、產品價格

這也是一個重要的因素，在其它條件相當的情況下，當然選擇價格低的產品，這樣可以提高性價比。

18、總結

根據上面幾個原則對單片機進行選擇，就可以選擇最能適用于你的應用系統的單片機，從而保證應用系統有最高的可靠性、最優的性價比、最長的使用壽命和最好的升級換代性。

審核編輯：郭婷