Co to jest mikrokontroler?
Mikrokontroler to układ zoptymalizowany do sterowania urządzeniami elektronicznymi. Jest on przechowywany w jednym układzie scalonym, który jest przeznaczony do wykonywania określonego zadania i wykonywania jednej określonej aplikacji.
Jest to specjalnie zaprojektowane obwody do aplikacji wbudowanych i jest szeroko stosowane w automatycznie sterowanych urządzeniach elektronicznych. Zawiera pamięć, procesor i programowalne wejścia / wyjścia.
W tym mikroprocesorze vs. Samouczek dotyczący mikrokontrolera, dowiesz się:
- Co to jest mikrokontroler?
- Co to jest mikroprocesor?
- Rodzaje mikroprocesorów
- Rodzaje mikrokontrolerów
- Historia mikroprocesora
- Historia mikrokontrolera
- Cechy mikrokontrolera
- Cechy mikroprocesora
- Mikroprocesor a mikrokontroler
- Zastosowania mikroprocesora
- Zastosowania mikrokontrolera
Co to jest mikroprocesor?
Mikroprocesor to jednostka sterująca mikrokomputera umieszczona wewnątrz małego chipa. Wykonuje operacje arytmetycznej jednostki logicznej (ALU) i komunikuje się z innymi połączonymi z nim urządzeniami. Jest to pojedynczy układ scalony, w którym połączonych jest kilka funkcji.
KLUCZOWE RÓŻNICE
- Mikroprocesor składa się tylko z jednostki centralnej, podczas gdy mikrokontroler zawiera procesor, pamięć i wejścia / wyjścia zintegrowane w jednym chipie.
- Mikroprocesor jest używany w komputerach osobistych, podczas gdy mikrokontroler jest używany w systemie wbudowanym.
- Mikroprocesor wykorzystuje zewnętrzną magistralę do łączenia się z pamięcią RAM, ROM i innymi urządzeniami peryferyjnymi, z drugiej strony mikrokontroler wykorzystuje wewnętrzną magistralę sterującą.
- Mikroprocesory są oparte na modelu Von Neumanna. Mikrokontrolery są oparte na architekturze Harvardu
- Mikroprocesor jest skomplikowany i kosztowny, z dużą liczbą instrukcji do przetworzenia, ale mikrokontroler jest niedrogi i prosty, z mniejszą liczbą instrukcji do przetworzenia.
Rodzaje mikroprocesorów
Ważnymi typami mikroprocesorów są:
- Mikroprocesory ze złożonym zestawem rozkazów
- Układ scalony specyficzny dla aplikacji
- Mikroprocesory ze zredukowanym zestawem instrukcji
- Multiprocesory sygnału cyfrowego (DSP)
Rodzaje mikrokontrolerów
Oto ważne typy mikrokontrolerów:
- 8-bitowy mikrokontroler
- 16-bitowy mikrokontroler
- 32-bitowy mikrokontroler
- Wbudowany mikrokontroler
- Mikrokontroler z pamięcią zewnętrzną
Historia mikroprocesora
Oto ważny punkt orientacyjny z historii mikroprocesora
- Fairchild Semiconductors wynalazł pierwszy układ scalony (Integrated Circuit) w 1959 roku.
- W 1968 roku Robert Noyce, Gordan Moore, Andrew Grove założyli własną firmę Intel.
- Intel urósł z trzyosobowego start-upu w 1968 roku do przemysłowego giganta w 1981 roku.
- W 1971 roku INTEL stworzył mikroprocesor pierwszej generacji 4004, który pracował z zegarem 108 kHz
- Od 1973 do 1978 roku wytwarzano 8-bitowe mikroprocesory drugiej generacji, takie jak Motorola 6800 i 6801, INTEL-8085 i Zilog's-Z80.
- W 1978 roku na rynek wszedł proces trzeciej generacji Intel 8008.
- We wczesnych latach 80-tych Intel wypuścił na rynek 32-bitowe procesory czwartej generacji.
- W 1995 roku Intel wypuścił 64-bitowe procesory piątej generacji.
Historia mikrokontrolera
Oto ważne punkty orientacyjne z historii mikrokontrolera:
- Po raz pierwszy użyty w 1975 r. (Intel 8048)
- Wprowadzenie EEPROM w 1993 roku
- W tym samym roku Atmel wprowadził na rynek pierwszy mikrokontroler wykorzystujący pamięć Flash.
Cechy mikrokontrolera
Oto kilka ważnych cech mikrokontrolera:
- Reset procesora
- Programowe i zmienne piny we / wy pamięci (RAM)
- Centralny procesor taktujący urządzenie
- Liczniki cykli instrukcji
Cechy mikroprocesora
Oto kilka ważnych cech mikroprocesora:
- Oferuje wbudowany program monitor / debugger z możliwością przerwania
- Duża liczba instrukcji, z których każda wykonuje inną odmianę tej samej operacji
- Oferuje równoległe wejścia / wyjścia
- Zegar cyklu instrukcji
- Interfejs pamięci zewnętrznej
Mikroprocesor a mikrokontroler
Oto różnica między mikroprocesorem a mikrokontrolerem
| Mikroprocesor | Mikrokontroler |
| Mikroprocesor jest sercem systemu komputerowego. | Mikrokontroler to serce systemu wbudowanego. |
| Jest to tylko procesor, więc pamięć i komponenty we / wy muszą być podłączone zewnętrznie | Mikrokontroler posiada procesor wraz z pamięcią wewnętrzną i komponentami I / O. |
| Pamięć i we / wy muszą być podłączone zewnętrznie, więc obwód staje się duży. | Pamięć i wejścia / wyjścia są już obecne, a obwód wewnętrzny jest mały. |
| Nie można go używać w kompaktowych systemach | Możesz go używać w kompaktowych systemach. |
| Koszt całego systemu jest wysoki | Koszt całego systemu jest niski |
| Dzięki zewnętrznym komponentom całkowity pobór mocy jest wysoki. Dlatego nie jest idealny dla urządzeń działających na zmagazynowanej energii, takich jak baterie. | Ponieważ komponenty zewnętrzne są niskie, całkowity pobór mocy jest mniejszy. Dzięki temu może być używany z urządzeniami działającymi na zmagazynowanej energii, takich jak baterie. |
| Większość mikroprocesorów nie ma funkcji oszczędzania energii. | Większość mikrokontrolerów oferuje tryb oszczędzania energii. |
| Jest używany głównie w komputerach osobistych. | Jest używany głównie w pralce, odtwarzaczach MP3 i systemach wbudowanych. |
| Mikroprocesor ma mniejszą liczbę rejestrów, więc więcej operacji jest opartych na pamięci. | Mikrokontroler ma więcej rejestrów. Stąd programy są łatwiejsze do napisania. |
| Mikroprocesory oparte są na modelu von Neumanna | Mikrokontrolery są oparte na architekturze Harvardu |
| Jest to jednostka centralna na pojedynczym zintegrowanym chipie na bazie krzemu. | Jest to produkt uboczny rozwoju mikroprocesorów z procesorem wraz z innymi urządzeniami peryferyjnymi. |
| Nie ma pamięci RAM, ROM, jednostek wejścia-wyjścia, timerów i innych urządzeń peryferyjnych na chipie. | Ma procesor wraz z pamięcią RAM, ROM i innymi urządzeniami peryferyjnymi osadzonymi w jednym chipie. |
| Wykorzystuje zewnętrzną magistralę do łączenia się z pamięcią RAM, ROM i innymi urządzeniami peryferyjnymi. | Wykorzystuje wewnętrzną magistralę sterującą. |
| Systemy oparte na mikroprocesorach mogą działać z bardzo dużą prędkością ze względu na zastosowaną technologię. | Systemy oparte na mikrokontrolerach działają do 200 MHz lub więcej, w zależności od architektury. |
| Jest używany w aplikacjach ogólnego przeznaczenia, które umożliwiają obsługę dużej ilości danych. | Jest używany w systemach specyficznych dla aplikacji. |
| Jest złożony i kosztowny, z dużą liczbą instrukcji do przetworzenia. | Jest to proste i niedrogie rozwiązanie z mniejszą liczbą instrukcji do przetworzenia. |
Zastosowania mikroprocesora
Mikroprocesory stosowane są głównie w urządzeniach takich jak:
- Kalkulatory
- System księgowy
- Maszyna do gier
- Złożone sterowniki przemysłowe
- Sygnalizacja świetlna
- Dane kontrolne
- Zastosowania wojskowe
- Systemy obronne
- Systemy obliczeniowe
Zastosowania mikrokontrolera
Mikrokontrolery stosowane są głównie w urządzeniach takich jak:
- Telefony komórkowe
- Samochody
- Odtwarzacze CD / DVD
- Pralki
- Aparaty
- Alarmy bezpieczeństwa
- Kontrolery klawiatury
- Kuchenka mikrofalowa
- Zegarki
- Odtwarzacze mp3