16位单片机有哪些

在实际运用中，很多人使用16位单片机，16位单片机有哪些呢？本文给大家带来16位单片机的介绍

MSP430系列单片机是一个16位的单片机，采用了精简指令集（RISC）结构，具有丰富的寻址方式（7种源操作数寻址、4种目的操作数寻址）、简洁的27条内核指令以及大量的模拟指令；大量的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算；还有高效的查表处理指令。这些特点保证了可编制出高效率的源程序。

MSP430系列单片机能在25MHz晶体的驱动下，实现40ns的指令周期。16位的数据宽度、40ns的指令周期以及多功能的硬件乘法器（能实现乘加运算）相配合，能实现数字信号处理的某些算法（如FFT等）。

MSP430单片机之所以有超低的功耗，是因为其在降低芯片的电源电压和灵活而可控的运行时钟方面都有其独到之处。

首先，MSP430系列单片机的电源电压采用的是1.8-3.6V电压。因而可使其在1MHz的时钟条件下运行时，芯片的电流最低会在165μA左右，RAM保持模式下的最低功耗只有0.1μA。

其次，独特的时钟系统设计。在MSP430系列中有两个不同的时钟系统：基本时钟系统、锁频环（FLL和FLL+）时钟系统和DCO数字振荡器时钟系统。可以只使用一个晶体振荡器（32.768kHz）DT-26ORDT-38，也可以使用两个晶体振荡器。由系统时钟系统产生CPU和各功能所需的时钟。并且这些时钟可以在指令的控制下，打开和关闭，从而实现对总体功耗的控制。

由于系统运行时开启的功能模块不同，即采用不同的工作模式，芯片的功耗有着显著的不同。在系统中共有一种活动模式（AM）和五种低功耗模式（LPM0~LPM4）。在实时时钟模式下，可达2.5μA，在RAM保持模式下，最低可达0.1μA。

MSP430系列单片机的各系列都集成了较丰富的片内外设。它们分别是看门狗（WDT）、模拟比较器A、定时器A0（TImer_A0）、定时器A1（TImer_A1）、定时器B0（TImer_B0）、UART、SPI、I2C、硬件乘法器、液晶驱动器、10位/12位ADC、16位Σ-ΔADC、DMA、I/O端口、基本定时器（BasicTImer）、实时时钟（RTC）和USB控制器等若干外围模块的不同组合。其中，看门狗可以使程序失控时迅速复位；模拟比较器进行模拟电压的比较，配合定时器，可设计出A/D转换器；16位定时器（Timer_A和Timer_B）具有捕获/比较功能，大量的捕获/比较寄存器，可用于事件计数、时序发生、PWM等；有的器件更具有可实现异步、同步及多址访问串行通信接口可方便的实现多机通信等应用；具有较多的I/O端口，P0、P1、P2端口能够接收外部上升沿或下降沿的中断输入；10/12位硬件A/D转换器有较高的转换速率，最高可达200kbps，能够满足大多数数据采集应用；能直接驱动液晶多达160段；实现两路的12位D/A转换；硬件I2C串行总线接口实现存储器串行扩展；以及为了增加数据传输速度，而采用的DMA模块。MSP430系列单片机的这些片内外设为系统的单片解决方案提供了极大的方便。

另外，MSP430系列单片机的中断源较多，并且可以任意嵌套，使用时灵活方便。当系统处于省电的低功耗状态时，中断唤醒只需5μs。

MSP430系列有OTP型、FLASH型和ROM型三种类型的器件，这些器件的开发手段不同。对于OTP型和ROM型的器件是使用仿真器开发成功之后烧写或掩膜芯片；对于FLASH型则有十分方便的开发调试环境，因为器件片内有JTAG调试接口，还有可电擦写的FLASH存储器，因此采用先下载程序到FLASH内，再在器件内通过软件控制程序的运行，由JTAG接口读取片内信息供设计者调试使用的方法进行开发。这种方式只需要一台PC机和一个JTAG调试器，而不需要仿真器和编程器。开发语言有汇编语言和C语言。

SPCE061A

SPCE061A是继μ’nSP™（MicrocontrollerandSignalProcessor）系列产品SPCE500A等之后凌阳科技推出的又一款16位结构的微控制器。与SPCE500A不同的是，在存储器资源方面考虑到用户的较少资源的需求以及便于程序调试等功能，SPCE061A里只内嵌32K字的闪存（FLASH）。较高的处理速度使μ’nSP™能够非常容易地、快速地处理复杂的数字信号。因此，与SPCE500A相比，以μ’nSP™为核心的SPCE061A微控制器是适用于数字语音识别应用领域产品的一种最经济的选择。

SPCE061A的开发是通过在线调试器PROBE实现的。它既是一个编程器（即程序烧写器），又是一个实时在线调试器。用它可以替代在单片机应用项目的开发过程中常用的软件工具——硬件在线实时仿真器和程序烧写器。它利用了SPCE061A片内置的在线仿真电路ICE（In-CircuitEmulator）接口和凌阳公司的在线串行编程技术。PROBE工作于凌阳IDE集成开发环境软件包下，其5芯的仿真头直接连接到目标电路板上SPCE061A相应管脚，直接在目标电路板上的CPU---SPCE061A调试、运行用户编制的程序。PROBE的另一头是标准25针打印机接口，直接连接到计算机打印口与上位机通讯，在计算机IDE集成开发环境软件包下，完成在线调试功能。

家用电器控制器：冰箱、空调、洗衣机等白色家电。仪器仪表：数字仪表（有语音提示功能）。电表、水表、煤气表、暖气表。工业控制。智能家居控制器。通讯产品：多功能录音电话、自动总机、语音信箱、数字录音系统产品。医疗设备、保健器械（电子血压计、红外体温监测仪等）。体育健身产品（跑步机等）。电子书籍（儿童电子故事书类）、电教设备等。语音识别类产品（语音识别遥控器、智能语音交互式玩具等）

它主要由一个寄存器算术逻辑单元RALU、232B的寄存器阵列以及一些外围子系统构成。由RALU控制的外围子系统包括以下部分：高速输入/输出口（HIS/HSO）、带有采样/保持电路的4通16道10位A/D转换器、一个可供D/A转换使用的脉冲宽度调制输出（PWM）、中断控制器和等待状态产生逻辑、一个同步/异步串行口、两个16位定时器、一个监督定时器。此外，片内还设有时钟脉冲发生器。

Vcc——主电源（+5V）。

Vss——数字地（0V），有两个Vss，须同时接地。

Vpd——RAM备用电源（+5V）。正常操作期间，此电源必须接通。在掉电情况下，当Vcc尚未降至RAM所需规范电压值以下时（Vpd正常供电），RESET信号有效，则片内寄存器顶部的16个字节内容得以维持不变，在掉电期间RESET必须保持低电平，直至Vcc恢复正常且振荡器达到稳定时为止。

Vref——片内A/D的参考电压（+5V），同时也是A/D模拟部分的电源电压及读P0所用逻辑电路的供电电压。ANGND——A/D的模拟地，通常应与Vss保持同电位。

Vpp——片内EPROM的编程电压针对8795BH而言。

STAL1——片内反相振荡器的输出，也是片内时钟发生器的输入，通常接外部晶体。

STAL2——片内反相振荡器的输出，通常接外部晶体。

RESET——复位信号输入，低电平有效，两个状态周期以上的低电平输入可使芯片复位。RESET再变为高电平时（高电平持续时间大于10个状态周期）可产生10个周期的内部复位序列。

EA——存储器选择输入端。当EA=0时，CPU对外部存储器操作，当EA=1时，CPU对片内存储器（EPROM/ROM）的2000H––3FFFH单元操作，地址在4000H以后，访问外部存储器，此引脚内部有下拉作用，若引脚无驱动，它总保持低电平。

ALE/ADV——地址锁存允许或地址输出有效（由芯片控制器CCR选择）。当ALE为高电平时，表示地址/数据总线上传送的是存储器地址，ALE下降沿将地址锁存到地址锁存到地址锁存器中。

RD——外部存储器读信号，输出低电平有效。

WR——外部存储器写信号，输出低电平有效 。

READY——准备就绪信号（输入）。它用来延长对外部存储器的访问周期，以便与慢速存储器或动态存储器接口。它也可用于总线共享，总线周期最多可延长至1μs。通过CCR寄存器可控制插入总线周期中的状态数。该引脚内部有微弱的上位作用，在无外部驱动器时，为高电平。

HIS——高速输入（HIS。0~HIS。3）引脚，其中HIS。2和HIS。3与两个高速输出引脚公用。 。HSO——高速输出（HSO。0~HSO。5）引脚，其中HSO。4和HSO。5与两个HIS引脚公用。

P0口——4路高阻输入口，既可作为A/D转换器的模拟量输入（ACH4~ACH7），又可作为数字量输入（P0.4~宽。7），也可同时输入模拟信号和数字信号。

P2口——4位多功能口（P2.0，P2.1，P2.5）。它们除用作标准的I/O口之外，还具有复用功能。

P3/P4口 ——均为8位双向I/O口，具有两种功能，既可用作具有漏极开路输出的双向口，也可作为系统总线。用作系统总线时，P3口传送低8位地址及8位数据，P4口传送高8位地址，此时，引脚内部有上位作用。

MC9S12G系列是一个专注于低功耗、高性能、低引脚数量的高效汽车级16位微控制器产品。这个系列是桥连8位高端微机和16位高性能微机，像MC9S12XS系列。MC9S12G系列是为了满足通用汽车CAN或LIN/J2602通信应用。

MC9S12G系列使用了许多MC9S12XS系列和MC9S12P系列里面的相同特性，包括在闪存（flash memory）上的纠错指令（ECC），一个快速A/D转换器（ADC）和一个为了改善电磁兼容性（EMC）性能的频率调制相位锁存循环（IPLL）。

MC9S12G系列是高效的对较低的程序存储器至16K。为了简化顾客使用它，特制了一个4字节可擦除扇区的EEPROM。

MC9S12G系列传送所有16位单片机的优势和效率，定位于低成本，低功耗，EMC，现行代码尺寸效率优势被现存8位和16位单片机系列的使用者所分享。像MC9S12XS系列，MC9S12G系列运行16位位宽的访问对所有的周期和存储器状态都不用等待。

MC9S12G系列可得到的封装有100-pin LQFP， 64-pin LQFP， 48-pinLQFP/QFN， 32-pin LQFP and 20-pin TSSOP，特别是对较少引脚的封装发挥出最大的功能。此外，在每个模块中可得到的Ｉ／Ｏ口，进一步的可用于中断的Ｉ／Ｏ口允许从停止或等待模式中唤醒。

1． 16位的CPU

它的最大特点是没有采用累加器结构，而改用寄存器-寄存器结构，CPU的操作直接面向256字节的寄存器空间，消除了一般结构中存在的累加器的瓶颈效应，提高了操作速度和数据的吞吐能力。

2．256个字节寄存器阵列和专用寄存器

其中232字节为寄存器阵列，它兼具一般单片机通用寄存器和RAM的功能，又都可用作累加器。另外24个字节为专用寄存器。8×9×JF还具有额外的256字节的内部RAM，但不能作通用寄存器用。

3．总线宽度可控

它的外部数据总线可工作于8位或16位，以便适应对片外存储器进行字节操作或字操作的不同需要。

4．8KB片内ROM

总存储器空间为64KB，ROM与RAM统一编址。系列中带片内ROM或EPROM的芯片，其容量为8KB，8×9×JF容量为16KB。

5．高效的指令系统

该指令系统可以对带符号数和不带符号数进行操作，有16位乘16位和32位除16位的乘除指令，有符号扩展指令，还有数据规格化指令（有利于浮点计算）等。此外，三操作数2 指令大大提高了编程效率。

6．高速输入/输出器特别适用于测量和产生分辨力高达2μs的脉冲（用l2MHz晶体时）。

7．5个8位输入/输出口

8．全双工串行口

9．10位A/D转换器

10．脉宽调制输出器PWM

11．2个16位定时器

12．4个16位软件定时器

13．16位监视定时器

14．9个中断源9个中断源中有8个留给用户使用，这8个中断源对应有8个中断矢量，而有些中断矢量又对应着多个中断事件，共对应20多种事件。

MCS-96系列单片机的内部结构框图见图10-1，它主要由寄存器算术逻辑单元RALU、232B寄存器阵列以及一些外围子系统构成。外围子系统主要包括以下部分：高速输入/输出口（HIS/HSO）、带有采样/保持电路的A/D转换器、脉宽调制输出器（PWM）、定时器、监视定时器、中断控制、I/O口（串行口和5个并行口）及时钟脉冲发生器等功能部件。