你真的了解微控制器吗?一文辨别你是大牛还是小白

2019年04月19日 作者:白小白_3003415

本文将重点比较一些市面上最受欢迎的IC产品,剖析其内在的架构。

现在摆在你面前一个问题“如果让你选择一门电子工程师专精的技能,你会选择哪个?”,要是我,那无疑会选择精通通用MCU的电路设计。

在科技变革的今天,微控制器可算是扮演了一个重要的角色影响着现代人的生活,想想看,家中的各种家用电器,无一不内置着一枚看不到摸不着又十分重要的控制核心。微控制器作为一种小巧、灵活多功能、而且并不昂贵的器件,可以灵活的应用到现在的嵌入式应用中,这种大规模的广泛应用得以实现不仅归功于众多有经验的电子工程师,甚至说还包括电子爱好者、学生以及其它领域的专业人员。

微控制器的应用如此之多,以至于我都不知道是否有必要举例来说明。像低功耗的可穿戴设备、医疗设备、高端的消费电子、粗糙的工业设备、甚至说最尖端的军事设施和航空航天设备等,这些灵活的,可提供的友好的部门都可以作为仅仅是电子产品的一种补充。

此文将探讨微控制器的定义以及微控制器在一个产品设计中的主要用途。

你所不了解的微控制器

微控制器简单地说就是一个集成电路芯片,通常通过一个微处理单元、内存以及一些外设控制电子系统中的各个功能部分。微控制器为那些既需要处理功能又需要灵活的数字、模拟交互、电机等应用做了特别的优化。

我们通常称这类集成电路叫做微控制器,但是MCU的真正算起来是microcontroller unit的缩写,并且有时候你也可能偶尔看到µC这种缩写。

“微控制器”可以说是一个非常有精髓的名字,说精挑细选也不为过,它强调定义此产品类别的特征。前缀“微”意味着小,这里的术语“控制器”意味着增强的执行控制功能的能力。如上所述,此功能是将数字处理器和数字存储器与专门设计用于帮助微控制器与其他组件交互的附加硬件相结合的结果。

微控制器与微处理器

在提到微控制器时,人们有时会使用术语“微处理器”或“MPU”,但这两个器件不一定相同。微处理器和微控制器都是小型、高度集成的计算机系统,但它们可以用于不同的目的。

术语“处理器”用于标识由中央处理单元和某些存储器组成的系统; 微处理器是在单个集成电路中实现处理器所有功能的设备。相比之下,微控制器更加重视允许设备控制系统而不是简单地执行指令和存储数据的附加硬件模块。

下图说明了这个概念。

总的来说,当我们非正式地说话或者我们试图避免一遍又一遍地说同一个词时,使用“微处理器”和“微控制器”这两个术语并不是非常重要的问题。但是,在技术讨论的背景下,保持两个概念之间的区别非常重要。

微控制器与数字信号处理器(DSP)

数字信号处理器(或“DSP”)是一种微处理器,它针对要求苛刻的计算任务进行了优化,例如数字滤波,实时信号的数学分析和数据压缩。高度复杂的微控制器可以用作数字信号处理器的替代品,但如果其内部电路的很大一部分用于控制,监视和与周围系统通信,它仍然被认为是微控制器。

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