微控制器和數字訊號處理器


微控制器是一種小型且低成本的微型計算機,旨在執行嵌入式系統的特定任務,例如顯示微波爐的資訊、接收遠端訊號等。

一般的微控制器由處理器、記憶體(RAM、ROM、EPROM)、序列埠、外設(定時器、計數器)等組成。

微控制器的型別

根據記憶體、架構、位數和指令集,微控制器可分為不同的類別。以下是它們的型別列表:

  • 位數− 基於位配置,微控制器進一步分為三類。

    • 8位微控制器− 此類微控制器用於執行算術和邏輯運算,例如加法、減法、乘法、除法等。例如,Intel 8031和8051是8位微控制器。
    • 16位微控制器− 此類微控制器用於需要更高精度和效能的算術和邏輯運算。例如,Intel 8096是一個16位微控制器。

    • 32位微控制器− 此類微控制器通常用於自動控制裝置,例如自動操作機器、醫療裝置等。

  • 記憶體− 基於記憶體配置,微控制器進一步分為兩類。

    • 外部記憶體微控制器− 此類微控制器的設計方式是在晶片上沒有程式儲存器。因此,它被稱為外部記憶體微控制器。例如 - Intel 8031微控制器。

    • 嵌入式記憶體微控制器− 此類微控制器的設計方式是將微控制器的所有程式和資料記憶體、計數器和定時器、中斷和I/O埠都嵌入到晶片上。例如 - Intel 8051微控制器。

  • 指令集− 基於指令集配置,微控制器進一步分為兩類。

    • CISC − CISC代表複雜指令集計算機。它允許使用者插入單個指令作為許多簡單指令的替代。

    • RISC − RISC代表精簡指令集計算機。它透過縮短每條指令的時鐘週期來減少操作時間。

微控制器的應用

微控制器廣泛應用於各種不同的裝置,例如:

  • 光線感應和控制裝置,如LED。

  • 溫度感應和控制裝置,如微波爐、抽油煙機。

  • 火災探測和安全裝置,如火災報警器。

  • 測量裝置,如電壓表。

數字訊號處理器 (DSP)實際上是一種專用CPU,用於基於數字訊號處理的應用。一旦訊號轉換為數字資料,使用多種不同的可用演算法(例如快速傅立葉變換),其元件可以比模擬形式更容易地分離、分析和重新排列。它提供超快的指令序列,例如移位加法和乘加,這些序列通常用於數學密集型訊號處理。DSP在多個不同領域具有廣泛的應用,包括生物醫學、聲納、雷達、地震學、手機、傳真機、音訊、數字電視、音效卡、調變解調器、硬碟、成像和通訊、語音和音樂處理。它還可以用於建立音樂廳以及立體聲和家庭影院裝置中的環繞聲效果。作為常見和流行的DSP晶片的示例,我們可以考慮來自德州儀器的TMS320C54X。

微處理器、微控制器和DSP晶片具有廣泛的應用。例如電子玩具、家用電器、商用機器、各種工業應用、汽車電子等。

更新於:2020年6月27日

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