微处理器和微控制器的区别是什么

介绍

微处理器或微控制器是电子学中最常用的两个术语之一。它们到底是什么?它们之间的区别是什么?

微处理器(MPU)可以被描述为一种集成电路，它执行计算机的基本算术、运算和逻辑功能。它包括处理数据的算术逻辑单元(ALU)，以及指导ALU执行操作的控制单元(CU)。

微控制器(MCU)可以被描述为微处理器的一个例子，它还具有内存以及输入和输出(I/O)端口，以及调节电机和执行器等设备所需的其他功能。

两者都有各自的优点和缺点，但是一般来说，微控制器更适合控制设备(如洗衣机MP3, Arduino接口等)，相比之下，微处理器更适合通用计算(如个人电脑)。

微控制器和微处理器之间的关键区别

微处理器和微控制器之间的主要区别是微处理器被设计为通用系统，而微处理器被设计为通用设备，而微控制器被设计为特定用途系统。微控制器配备了必要的外围组件以及一个I/O端口，使其能够执行特定的任务。

微处理器还可以带有额外的外围组件，这些组件在制造过程中添加到微处理器上，它们被称为“外围设备”或“外设”。一个典型的微处理器可能包括一个中央处理单元(CPU)和内存控制器，一个图形处理单元以及许多I/O (I/O)端口。

相比之下，微控制器被设计成具有完成特定任务所需的所有功能，例如，控制引擎或从传感器读取数据。微控制器配备了集成在芯片上的CPU、内存和I/O端口。这意味着微处理器能够运行复杂的应用程序，然而，它不能被编程为独立运行任何程序。要为微处理器编程，必须连接外部计算机外围设备，以确保它能与传感器和其他设备通信。

微控制器和微处理器的优缺点

(TMS1000全球首款高数商用MCU)

微控制器的优点

1.体积小，价格实惠:微控制器通常比微处理器更大，并且可以以更低的价格制造。对于任何需要小型和低成本控制器的项目，它们都是一个很好的选择。

2.功耗低:由于微控制器可以设计为使用非常低的功耗，所以它们是为手表或遥控器等电池供电的设备设计的。此外，在对空间敏感、需要低功耗的项目中，MCU通常是更好的选择，因为它不一定需要占用更多空间的外部电源。

3.灵活性:微控制器可以编程来控制几乎所有的电气设备——从小型电器到大型工业机械。同一个芯片可以接收多个传感器的输入，并根据输入执行不同的任务。

4.更小的包装:微控制器可以封装在一个紧凑的尺寸，这使得它们适合于重量和尺寸至关重要的应用。

微控制器的缺点

1.处理能力是有限的:微控制器是为特定功能设计的，因此它们通常不具有微处理器的处理能力。它们不适合执行更复杂的计算。

2.不可升级:大多数微控制器是在制造工厂设计的，之后不能更改。这意味着它们不适合需要更改或更新软件的应用程序。

3.输入和输出端口不足:微控制器带有有限数量的输出和输入引脚。这可能会导致程序需要更多的输出超过一对输入。

(全球首款市场领先的微处理器英特尔4004)

微处理器的优势

1.更高的处理能力:微处理器具有比微控制器更强大的处理能力，更适合需要复杂计算的应用程序。

2.还有更多的别针微处理器配备更多的I/O引脚。这使得它们可以与传感器、执行器和其他外部设备和设备连接，不仅可以通过USB或以太网等高级通信接口，也可以直接通过电子引脚连接。

3.可升级:通过安装新的操作系统或固件，微处理器可以升级到包含新的功能和特性。

微处理器的缺点

1.更贵:微处理器通常比微控制器更贵。

2.重量和尺寸更大:微处理器比微控制器更大更重，因此不适合对尺寸和重量至关重要的应用。

3.更多的功耗:微处理器比微控制器消耗更多的功耗，这就是为什么它们不是电池供电设备的最佳选择。

4.编程更加困难:微处理器是为通用计算而设计的。因此，它们是比微控制器更具挑战性的程序。当应用程序需要更大的灵活性或应用程序可能需要在短时间内进行修改时，这可能是一个挑战。

总结

你应该选择哪个选项来完成你的任务?这取决于您希望它执行什么。如果你正在寻找一种能运行复杂程序的多功能设备，微处理器是最合适的选择。如果您需要一种可以在没有扩展空间的情况下完成特定工作的仪器，甚至是手动操作，那么微控制器是最合适的选择。