什么是微控制器?微控制器是一種集成電路(IC)設備,通常用于通過微處理器單元(MPU),存儲器和某些外圍設備來控制電子系統(tǒng)的其他部分。這些設備針對需要處理功能以及與數(shù)字,模擬或機電組件進行敏捷,響應性交互的嵌入式應用進行了優(yōu)化。
提到這類集成電路的最常見方法是“微控制器”,但縮寫“ MCU”在表示“微控制器單元”時可互換使用。還可能偶爾會看到“ μC”(希臘字母mu代替“微”)。
“微控制器”是一個易于選擇的名稱,因為它強調定義該產品類別的特征。前綴“ micro”表示體積小,術語“ controller”在這里表示增強的執(zhí)行控制功能的能力。如上所述,此功能是將數(shù)字處理器和數(shù)字存儲器與專門設計用于幫助微控制器與其他組件進行交互的其他硬件結合在一起的結果。
微控制器具有以下幾個主要功能
(1)可靠性好。由于微控制器的各種功能部件都集成在芯片上,特別是存儲器集成在芯片上,布線短,數(shù)據大部分在芯片內部傳輸,不易受到外界干擾,增強了抗干擾能力強,使系統(tǒng)運行更加可靠。因此,可靠性顯然優(yōu)于一般的通用CPU系統(tǒng)。
(2)強大的控制功能。為了滿足工業(yè)控制的要求,通用微控制器的指令系統(tǒng)具有豐富的條件分支轉移指令,I/O端口的邏輯運算和位處理功能。通常,微控制器的邏輯控制功能和運行速度高于相同級別的CPU。
(3)易于擴展。有許多三個總線和用于擴展的并行,串行輸入/輸出引腳,很容易形成各種尺寸的計算機應用系統(tǒng)。
(4)通用微控制器中沒有監(jiān)控程序或系統(tǒng)管理軟件,開發(fā)需要相應的仿真系統(tǒng)。
微處理器與微控制器區(qū)別
1、硬件結構。微處理器是一個單芯片CPU,而微控制器則在一塊集成電路芯片中集成了CPU和其他電路,構成了一個完整的微型計算機系統(tǒng)。
除了CPU,微控制器還包括ram、rom一個串行接口、一個并行接口,計時器和中斷調度電路。雖然片上ram的容量比普通微型計算機系統(tǒng)還要小,但是這并未限制微控制器的使用。
2、應用領域。微處理器通常作為微型計算機系統(tǒng)中的CPU使用。其設計正是針對這樣的應用,這也是微處理器的優(yōu)勢所在。然而,微控制器通常用于面向控制的應用。其系統(tǒng)設計追求小型化,盡可能減少元器件數(shù)量。在過去,這些應用通常需要用數(shù)十個甚至數(shù)百個數(shù)字集成電路來實現(xiàn)。
3、指令集特征。微處理器的指令集增強了處理功能,使其擁有強大的尋址模式和適于操作大規(guī)模數(shù)據的指令。微處理器的指令可以對半字節(jié)、字節(jié)、字,甚至雙字進行操作。通過使用地址指針和地址偏移,微處理器提供了可以訪問大批數(shù)據的尋址模式。自增和自減模式使得以字節(jié)、字或雙字為單位訪問數(shù)據變得非常容易。
微控制器的指令集適用于輸入輸出控制。例如,電磁鐵控制著馬達的開關,而電磁鐵由一個1位的輸出端口控制。微控制器具有設置和清除單位的指令,也能執(zhí)行其他面向位的操作,如對“位”進行邏輯和異或的運算,根據標志位跳轉等。
本文只能帶領大家對微控制有了初步的了解,希望對大家會有一定的幫助,同時需要不斷總結,這樣才能提高專業(yè)技能,也歡迎大家來討論文章的一些知識點。