微控制器 - 概述



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、接收遙控訊號等。

一般的微控制器包括處理器、儲存器(RAM、ROM、EPROM)、序列埠、外設(定時器、計數器)等。

微處理器和微控制器的區別

下表突出了微處理器和微控制器之間的區別:

微控制器 微處理器
微控制器用於在一個應用程式中執行單個任務。 微處理器用於大型應用程式。
其設計和硬體成本較低。 其設計和硬體成本較高。
易於更換。 不容易更換。
它採用 CMOS 技術構建,執行功耗較低。 其功耗較高,因為它必須控制整個系統。
它包含 CPU、RAM、ROM、I/O 埠。 它不包含 RAM、ROM、I/O 埠。它使用其引腳與外設介面。

微控制器的型別

微控制器根據儲存器、架構、位數和指令集分為不同的類別。以下是其型別的列表:

位數

基於位配置,微控制器進一步分為三類。

  • 8 位微控制器 - 這種型別的微控制器用於執行算術和邏輯運算,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 - 這種型別的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 - 這種型別的微控制器通常用於自動控制裝置,如自動操作機器、醫療裝置等。

儲存器

基於儲存器配置,微控制器進一步分為兩類。

  • 外部儲存器微控制器 - 這種型別的微控制器設計成晶片上沒有程式儲存器。因此,它被稱為外部儲存器微控制器。例如:Intel 8031 微控制器。

  • 嵌入式儲存器微控制器 - 這種型別的微控制器設計成微控制器的所有程式和資料儲存器、計數器和定時器、中斷、I/O 埠都嵌入在晶片上。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。它透過縮短每個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。

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