八位單片機由于內(nèi)部構(gòu)造簡單，體積小，成本低廉，在一些較簡單的控制器中應用很廣。即便到了本世紀，在單片機應用中，仍占有相當?shù)姆蓊~。由于八位單片機種類繁多，本文僅將常用的幾種在性能上作一個簡單的比較，供讀者在使用時作參考。

1. 51系列

應用最廣泛的八位單片機首推Intel的51系列，由于產(chǎn)品硬件結(jié)構(gòu)合理，指令系統(tǒng)規(guī)范，加之生產(chǎn)歷史“悠久”，有先入為主的優(yōu)勢。世界有許多著名的芯片公司都購買了51芯片的核心專利技術，并在其基礎上進行性能上的擴充，使得芯片得到進一步的完善，形成了一個龐大的體系，直到現(xiàn)在仍在不斷翻新，把單片機世界炒得沸沸揚揚。有人推測，51芯片可能最終形成事實上的標準MCU芯片。

51系列優(yōu)點之一是它從內(nèi)部的硬件到軟件有一套完整的按位操作系統(tǒng)，稱作位處理器，或布爾處理器。它的處理對象不是字或字節(jié)而是位。它不光能對片內(nèi)某些特殊功能寄存器的某位進行處理，如傳送、置位、清零、測試等，還能進行位的邏輯運算，其功能十分完備，使用起來得心應手。雖然其他種類的單片機也具有位處理功能，但能進行位邏輯運算的實屬少見。51系列在片內(nèi)RAM區(qū)間還特別開辟了一個雙重功能的地址區(qū)間，十六個字節(jié)，單元地址20H～2FH，它既可作字節(jié)處理，也可作位處理(作位處理時，合128個位，相應位地址為00H～7FH)，使用極為靈活。這一功能無疑給使用者提供了極大的方便，因為一個較復雜的程序在運行過程中會遇到很多分支，因而需建立很多標志位，在運行過程中，需要對有關的標志位進行置位、清零或檢測，以確定程序的運行方向。而實施這一處理(包括前面所有的位功能)，只需用一條位操作指令即可。

例1：如對21H的第0位(相應位地址為08H)置位，只需用一條位指令，

SETB08H

對周圍的其他位不會產(chǎn)生影響。

有的單片機并不能直接對RAM單元中的位進行操作，如AVR系列單片機中，若想對RAM中的某位置位時，必須通過狀態(tài)寄存器SREG的T位進行中轉(zhuǎn)。

例2：如對RAM中的R0寄存器的第4位置位，則

BSET6 ;狀態(tài)寄存器T置位

BLD R0, 4 ;將T位復制到R0的第4位

顯然，后者比前者要復雜。

51系列的另一個優(yōu)點是乘法和除法指令，這給編程也帶來了便利。八位除以八位的除法指令，商為八位，精度嫌不夠，用得不多。而八位乘八位的乘法指令，其積為十六位，精度還是能滿足要求的，用的較多。作乘法時，只需一條指令就行了，即 MULAB(兩個乘數(shù)分別在累加器A和寄存器B中。積的低位字節(jié)在累加器A中，高位字節(jié)在寄存器B中)。很多的八位單片機都不具備乘法功能，作乘法時還得編上一段子程序調(diào)用，十分不便。

在51系列中，還有一條二進制-十進制調(diào)整指令 DA，能將二進制變?yōu)锽CD碼，這對于十進制的計量十分方便。而在其他的單片機中，則也需調(diào)用專用的子程序才行。

Intel公司51系列的典型產(chǎn)品是8051，片內(nèi)有4K字節(jié)的一次性程序存儲器(OTP)。Atmel公司就將其改為電可改寫的閃速存儲器(Flash)，容許改寫1000次以上，這給編程和調(diào)試帶來極大的便利，其產(chǎn)品AT89C51、AT89C52 ……等成為了當今最流行的八位單片機。

51系列的I/O腳的設置和使用非常簡單，當該腳作輸入腳使用時，只須將該腳設置為高電平(復位時，各 I/O口均置高電平)。當該腳作輸出腳使時，則為高電平或低電平均可。低電平時，吸入電流可?0mA，具有一定的驅(qū)動能力;而為高電平時，輸出電流僅數(shù)十 μA甚至更小(電流實際上是由腳的上拉電流形成的)，基本上沒有驅(qū)動能力。其原因是高電平時該腳也同時作輸入腳使用，而輸入腳必須具有高的輸入阻抗，因而上拉的電流必須很小才行。作輸出腳使用，欲進行高電平驅(qū)動時，得利用外電路來實現(xiàn)，I/O腳不通，電流經(jīng)R驅(qū)動LED發(fā)光;低電平時，I/O腳導通，電流由該腳入地，LED滅(I/O腳導通時對地的電壓降小于1V，LED的域值1.5～1.8V)。

51系列I/O腳使用簡單，但高電平時無輸出能力，可謂有利有弊。故其他系列的單片機(如PIC系列、AVR系列等)對I/O口進行了改進，增加了方向寄存器以確定輸入或輸出，但使用也變得復雜。

一些簡裝的51產(chǎn)品也相應出現(xiàn)，如Atmel公司的AT89C1051、AT89C2051、AT89C4051等(閃速存儲器分別為1K、2K、4K等，但不能外接數(shù)據(jù)存儲器)，指令系統(tǒng)與AT89C51完全兼容，但引腳均為20腳，不光體積小，而且價格低廉，這使得其他的公司競相仿照。

不過，原51系列也有許多值得改進之處，如運行速度過慢等。當晶振頻率為12MHz時，機器周期達1μs，顯然適應不了現(xiàn)代高速運行的需要。華邦公司(Winbond)生產(chǎn)的產(chǎn)品型號為W77系列和W78系列，W78系列與AT89C系列完全兼容。 W77系列為增強型，對原有的8051的時序作了改進，每個機器周期從12個時鐘周期改為4個周期，使速度提高了三倍，同時，晶振頻率最高可達 40MHz。W77系列還增加了看門狗WatchDog、兩組UART、兩組DPTR數(shù)據(jù)指針、ISP等多種功能。

特別是雙數(shù)據(jù)指針，能給編程帶來很大的便利。在51系列中，數(shù)據(jù)指針DPTR是片內(nèi)與片外的數(shù)據(jù)存儲器打交道的主要途徑(由片外數(shù)據(jù)存儲器讀入片內(nèi)累加器A或由片內(nèi)累加器A 寫入片外數(shù)據(jù)存儲器)，也是程序存儲器與累加器A之間的數(shù)據(jù)傳送的必由之路。由于頻繁的數(shù)據(jù)交換，特別是數(shù)據(jù)塊的搬運和比較，數(shù)據(jù)指針非常吃緊，它需要不斷地實施現(xiàn)場保護與還原，不光編程變得復雜，而且運行速度也減慢。而當采用兩個數(shù)據(jù)指針時，可以各負其責，互不相擾，輕松地完成上述過程。兩個數(shù)據(jù)指針的選取取決于特殊功能寄存器AUXR1的第D0位DPS。當DPS為0時，選中數(shù)據(jù)指針DPTR0(復位時DPS也為0);DPS為1時，選中數(shù)據(jù)指針 DPTR1。DPS位不能位尋址，故不能進行布爾操作，但由于AUXR1的D1位被強制為邏輯“0”，不可能發(fā)生由D0位向D1位進位之可能，因而可以通過對AUXR1進行增1來使D0位由0變?yōu)?或由1變?yōu)?，從而達到雙數(shù)據(jù)指針的快速切換的目的，如：

例3：

MOVAUXR1,#0 ; DPS為0，DPTR0有效

……

INC AUXR1 ; DPS為1，DPTR1有效

……

INC AUXR1 ; DPS為0，DPTR0有效

……