什么是微控制器？

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当你试图确定到底是什么在控制你经常遇到的日常电器，比如打印机、微波炉，甚至一个简单的跟线机器人时，这个问题可能会出现。你一直在寻找的答案就在这篇文章里。控制这些设备的东西叫做微控制器。

通过阅读这篇简短的文章，我们希望您能对什么是微控制器、微控制器的结构、分类、微控制器和微处理器之间的区别以及如何一步一步地工作有更多的了解。

什么是微控制器？

微控制器

微控制器单元（MCU）是为满足工业或办公机器、家用电器、机器人、机动车等嵌入式系统功能控制的需要而设计和制造的微型计算机。

它形成于单个金属氧化物半导体（MOS）集成电路（IC）芯片中。

微控制器的优点：

  1. 可重用：可编程的任何功能，你的目标或需要。
  2. 成本效益：大多数都可以在负担得起的价格。
  3. 节能：通常使用5V直流作为工作电压和一个非常低的电流。

微控制器的缺点：

  1. 具体功能：主要用于微型到小型设备。
  2. 复杂：结构比微处理器更复杂。
  3. 它需要一个“驱动器”来控制或连接功率更高的装置或设备，如电机。
  4. 有限的同时执行次数。

微控制器的结构

在深入了解微控制器之前，您需要了解这些术语。大多数可用的微爱游戏KG百家乐控制器由以下类似部分组成：

  1. 中央处理器：作为处理单元，获取数据并将指令分发给相关部件。
  2. 记忆：ROM（只读存储器）用于程序存储器，RAM（随机存取存储器）用于数据存储器。
  3. 输入/输出端口：作为特定任务的接口，例如LCD（显示器），调节LED的开关模式，甚至打印机的指令。
  4. 串行端口：串行端口具有与各种其他外部设备或外围设备通信的接口作用。最常用的是通用异步收发器（UART）。
  5. 计时器/计数器：它提供外部事件的时间延迟和计数功能。它也有更多的用途，如提供功能生成，脉宽调制和时钟控制。
  6. 模数转换器：将输入的模拟信号转换成数字形式，然后用于进一步的处理或应用，如测量仪器。
  7. 数模转换器：ADC的相反功能。它主要是由经过处理的数字信息产生模拟信号输出。
  8. 中断：在程序运行或工作时给予延迟控制。它可以是内部、外部、软件或硬件相关的。

微控制器与微处理器

在我们看来，您可能会对微控制器和微处理器之间的区别感到困惑。下表将向您介绍这两种情况。

微控制器 微处理器
用于嵌入式系统 用于计算机系统
一种处理器单元，包括内存、IO端口、ADC、DAC、定时器、串行端口和中断系统。 只有一个处理器
小型内部电路 所需电路很大
低成本系统 高成本系统
总功耗低 总功耗高
根据体系结构的不同，运行频率可达200MHz或更高 能以很高的速度跑
简单又便宜 复杂且昂贵

微控制器类型分类

为了更好地全面了解微控制器，我们将在本文中为您介绍微控制器的分类。它可以根据位号、存储设备、指令集、存储体系结构和系列进行分类。

1.基于位号

  • 8位：执行算术和逻辑运算。例如PIC1x、intel8031/8051和motorolamc68hc11系列。
  • 16位：提供比8位更高的精度和性能。例如PIC2x、8051XA、intel8096和motorolamc68hc12系列。
  • 32位：执行32位指令中的算术和逻辑运算。它们主要用于发动机控制系统、植入式医疗设备和办公机器。例如PIC3x和Intel/Atmel 251。

2.基于存储设备

  • 嵌入式存储器：它有程序和数据存储器，如Intel 8051。
  • 外部存储器：它不像程序内存那样具有所有的功能块，例如Intel 8031没有程序内存。

3.基于指令集

  • 中钢协. 它代表复杂指令集计算机，也就是说一条指令代表许多简单的指令。
  • RISC公司. 它代表精简指令集计算机，这意味着使指令能够同时访问程序和数据，并对任何寄存器进行操作或使用任何寻址模式。

4.基于内存架构

  • 哈佛内存架构：程序和数据存储器的存储器地址空间不相似。
  • 普林斯顿内存体系结构：程序和数据存储器的存储器地址相似。

5.根据家庭类型

在这个分类中，我们根据市场上最知名的微控制器来划分微控制器。

  • 8051微控制器
  • PIC微控制器
  • AVR微控制器
  • ARM微控制器

–8051微控制器

8051微控制器是老一代的微控制器之一。它是一种基于CISC体系结构的8位微控制器，由英特尔公司于1981年推出。此外，8051还有以下两个成员：

  1. 8052–它具有8051的所有功能。8051基本上是8052微控制器的子集。
  2. 8031–它具有8051的所有特性，只是它没有ROM。可以添加一个额外的芯片作为外部ROM。

如果您对8051更感兴趣，可以查看下面的相关数据表。

产品介绍：https://datasheetspdf.com/datasheet/8051.html

–PIC微控制器

PIC代表外围接口控制器。它是由微芯片技术生产的，最早于1993年推出。PIC带有许多生产代码（类型），如PIC16F84和PIC16C84。后来，微芯片产生了更吸引人的类型，如16F628，16f877和18F452。

产品介绍：https://ww1.microchip.com/downloads/en/devicedoc/35007b.pdf

–AVR微控制器

AVR代表A.如果Egil Bogen和v伊加德·沃兰的RISC处理器。这是因为AVR是由这两个开发的。AVR是哈佛RISC架构，每个内存用于程序和数据。在速度方面，AVR的速度高于8051和PIC。AVR分为以下三个较小的组：爱游戏KG百家乐

  1. TinyAVR，最适合简单的应用，因为它体积小，内存少。
  2. MegaAVR，最适合中等到复杂的使用，也是最流行的AVR。
  3. XmegaAVR，最适合需要高速和大型程序的复杂应用程序。

产品介绍：http://ww1.microchip.com/downloads/en/devicedoc/doc2466.pdf

–ARM微控制器

ARM是由ARM有限公司开发的带有32位RISC处理器的微控制器。它在移动电子领域最为著名，在移动电子领域，低功耗是主要目标。

产品介绍：https://www.st.com/resource/en/datasheet/stm32f205rb.pdf

单片机工作原理

既然你已经知道了分类，现在是时候了解它的工作原理了。请记住，微控制器以快速和高速执行指令。一旦功率流到系统，振荡器单元将被激活。一旦振荡器激活，很快就会达到稳定的工艺条件来执行指令。所有这些都是基于振荡器的时钟运行的，指令已经准备好执行。整个过程只需要几纳秒。

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