【摘 要】 单片机的使用使得智能化控制系统的控制效率得到了有效提高，但是不同位数的单片机具有其各自的优势及劣势，再加上不同系列的产品其具体内部结构及配置也有所不同，因此在对单片机进行选择时，必然要对其性质及特点进行全面地了解。文章首先简单系统地对单片机的共性特点进行了介绍，接着分别详细阐述了MSP430单片机及51单片机两种单片机各自的特点，最后针对MSP430单片机与51单片机的不同之处进行了比较。
【关键词】 MSP430 51单片机 特点
有很多应用领域，比如智能仪器或仪表、自动化控制设备、家用电器等，其对于运算及控制功能的要求不高，用简单的控制软件便可达到令人满意的控制效果[1]，但是针对一些对于体积、成本及能耗有着严格要求的应用领域，一般的控制软件很难达到相应的控制要求。为满足这些应用领域的要求，经研究便产生了单片机。单片机是一种集成式电路芯片，其主要是利用具有超大规模的集成电路技术以将具有对数据进行处理能力的中央处理器CPU、RAM、ROM、I/O、中断系统及定时器等各种功能集中于一块微小的硅片上，从而得以形成一个具有完整性的微型计算机系统[2]。
1 单片机的特点
单片机最初是4位的，随着科学技术水平的不断提高，单片机逐渐发展为8位的、16位的，甚至是32位的[3]。8位的单片机因其具有强大的功能而在工业控制、智能接口及仪器仪表等领域都得到了广泛应用。虽然现在单片机已发展至16位、32位，但在在中、小规模应用领域当中，8位单片机仍占据了主导地位，8位单片机是单片机发展的主流方向，在单片机的应用领域当中有着不可替代的重要作用。单片机具有高集成度、大存储量、强大外部扩展能力以及强大控制功能等特点[4]。
2 MSP430单片机的主要部件及特点
MSP430的主要部件包括中央处理器、存储器及相关外围模块。其中CPU的结构主要是遵循“精简指令集”及“高透明”的原则而设计的，所应用的指令主要包括用于执行硬件的内核指令以及在现在硬件结构基础上而设计的仿真指令。两种指令相互配合使MSP430单片机对于指令的执行速度得到了有效提高，能够迅速反应指令并进行执行，提高了指令处理的速度，从而加强了MSP430单片机的实时处理功能。存储器包括用于储存程序的存储器及用于储存数据的存储器两种。对程序存储器进行访问时主要是采取字的形式而获取代码，而对数据存储器进行访问时不仅可采取字的形式，而且还可采取字节的形式以获取代码。MSP430单片机的主要有ROM型、OTP型、FLASH型等程序存储器。外围模块主要是利用MAB、MDB、中断服务器以及请求线从而实现与CPU的连接。MSP430有很多系列的产品，不同系列的外围模块其组合也不尽相同，最主要的有以下几种：时钟模块、定时器A和B、比较器、串口0和1、看门狗、硬件乘法器、液晶驱动器、模数（数模）转换、端口、基本定时器以及DMA控制器等等。
MSA430所具有的主要特点有：强大的数据处理能力、飞快的运行速度、功能耗量非常低、具有很多片内资源、高效便利的开发环境。
3 51单片机的主要部件及特点
51单片机的主要部件有8位中央处理器、片内振荡器、80514B的掩膜ROM、87514KB的EPROM、8031的无ROM、具有特殊功能的寄存器SFR、128B的RAM、定时器（计数器）、并行接口I/O、串行接口以及中断系统。其中定时器（计数器）用T0及T1表示，并行接口I/O主要有P0、P1、P2、P3，串行接口主要有TXD及RXD；中断系统主要有INT0及INT1。
51单片机的特点主要体现在以下几方面：第一，具有完整的按位操作系统；第二，具有乘法及除法指令，方便编程；第三，具有二进制-十进制的调整指令DA，方便十进制的计量；第四，I/O脚的设置及使用方法简单。
4 MSP430单片机与51单片机的区别
MSP430单片机与51单片机的开发环境都是C开发环境，只是根据其外部配置及内部软件的使用而设置了相应的C开发环境。MSP430单片机与51单片机的区别主要体现在以下几方面：
第一，两种单片机的位数不同。MSP430单片机的位数为16位，而51单片机的位数为8位。
第二，两种单片机的优势存在很大区别。针对51单片机，其最主要的优势就是在整个系统的内部，包括硬件及软件其都具有一套完整的按位操作系统，被称为“位处理器”或是“布尔处理器”。51单片机的位处理器所处理的不是普通的字或是字节而是位，其不但可处理片内的一些具有特殊功能的寄存器的位，比如传送、清零、测试等，而且还可对位进行逻辑运算，具有相当完备的功能，方便了用户的使用。然而针对MSP430单片机，其优势不仅仅是超低功耗，而且还有运行速度快、处理能力强、片内资源丰富等其他优势。以89C51系列单片机为例，其属8位单片机，所采取的指令主要是“CISC”，这是一种非常复杂的指令集，其总共有111条指令。然而MSP430单片机是一种16位单片机，其所遵循的是“精简、透明”的原则，所采取的指令是精简指令集结构，其总共的指令只有27条，非常简洁，而其余大部分指令都是模拟指令，也称仿真指令。在进行计算时，大部分寄存器和位于片内的数据存储器都可参与，并可进行多样化的计算。这些内核指令是一种具有单周期性的指令，这些内核指令的应用不仅使得MSP430具有强大的功能，而且还可提高运行速度。此外，89C51系列单片机的电源电压为5V，而实现低功耗的方式主要有待机及掉电。通常情况下，89C51系列单片机的电流消耗量是24mA；而若处掉电状态，其耗电电流则变为3mA；在掉电状态下，89C51系列单片机的电源电压还可压低至2V，但其还需要提供50uA左右的电流以使内部RAM中的数据得以保存。然而MSP430单片机在低功耗这方面则具有更大的优势。MSP430芯片可实现以下六种工作方式：（1）活动方式（AM），即中央处理器CPU及外围模式已被激活而呈现活动状态；（2）低功耗0（LPM0），即中央处理器CPU处停止活动状态，外围模式处工作状态，ACLK及SMCLC呈现有效状态，MCLK可对环路进行控制；（3）低功耗方式1（LPM1），即中央处理器CPU处停止工作状态，外围模式处工作状态，ACLK及SMCLK呈现有效状态，而MCLK不能对环路进行控制；（4）低功耗方式2（LPM2），即中央处理器CPU处停止工作状态，外围模式处工作状态，ACLK呈现有效状态，而SMCLK及MCLK均不能对环路进行控制；（5）低功耗方式3（LPM3），即中央处理器CPU处停止工作状态，外围模式处工作状态，ACLK呈现有效状态，而SMCLK及MCLK均不能对环路进行控制，同时数字控制振荡器DCO的DC发生器处关闭状态；（6）低功耗方式4（LPM4），即中央处理器CPU处停止工作状态，若系统提供了外部时期则外围模式处工作状态，ACLK处信号禁止状态且晶体振荡器处停止活动状态， SMCLK及MCLK均不能对环路进行控制，同时数字控制振荡器DCO的DC发生器处关闭状态。
第三，两种单片机的模拟功能相差较大。以89C51系列单片机为例，其内部总线为8位，故其大部分内部功能模块也都是8位的，即使经研究现已加了很多功能模块，但是由于其内部总线已固定为8位，受其结构的限制，因此很难增加更多的模拟功能部件。然而MSP430系列单片机具16位基本结构，同时经转换，其内部的数据总线仍然保有8位总线；再者MSP430系列单片机的基本结构属混合型，是一种开放式的架构，因此对于MSP430系列单片机来说，不管是8位功能模块，还是16位功能模块，其都能实现。除此之外，MSP430系列单片机还可实现模数转换及数模转换，这也是MSP430系列单片机之所以能够迅速、方便增加其功能部件的主要原因之一。
5 结语
通过分析可知，无论是MSP430单片机还是51单片机，其都有着其自身的独特特点，也都有着其各自的优势。通常来说，在实际的应用当中，单片机的选择通常取决于设计任务的复杂度，为保证单片机选择的正确性，就必须要对单片机的性能及特点进行充分的了解与熟悉，以及不同单片机之间的联系与不同之处。在对芯片进行选择的时候也要尽量保证最大化的芯片利用率，且要保证使用的便利性。因此，在实际的应用当中，对单片机进行选择时一定要仔细分析不同单片机的特点及优劣之处，结合自身的具体需求及条件，选择正确的单片机，以实现芯片利用率的最大化。
参考文献：
[1]葛亦斌，罗维，盛蒙蒙，邱烨.浅析msp430与51单片机的特点[J].科技传播.2009（03），pp.44.
[2]赵亮.跟我学51单片机（一）——单片机最小系统组成与I/O输出控制[J].电子制作.2011（01），pp.73-74.
[3]吴怀超，王海南.MSP430和MCS-51单片机在数据采集中的应用比较[J].自动化技术与应用.2010（11），pp.111-113.
[4]张军，陈慧丽.基于MSP430单片机和DS18B20的数字温度计[J].电子设计工程.2010（11），pp.106-109.