在本文中，我们将查看这些非常流行的ICs的定义特征，然后探索内部架构。
如果我必须选择一项对任何工程师来说都是最有价值的技能，那毫无疑问就是精通基于微控制器的电路设计。
微控制器发挥了基础 - 我甚至会在形成现代生活的技术革命中说出主导作用。微控制器很小，多功能，廉价的设备，不仅可以由经验丰富的电气工程师成功地实施和编程，也可以由其他学科的业余爱好者，学生和专业人士进行编程和编程。
可能的微控制器应用程序的列表太长了，我甚至不愿意给出例子。低成本的可穿戴设备、医疗设备、高端消费电子产品、坚固的工业设备、最先进的军事和航空航天系统——这些适应性强、负担得雷竞技最新app起、用户友好的组件是任何电子产品的欢迎补充。
这任意波形发生器是我围绕8位微控制器设计的众多电路板之一。
在本文中，我们将讨论微控制器的定义，并考虑它在设计中的作用。
什么是微控制器?
微控制器是用于控制电子系统的其他部分的集成电路（IC）设备，通常通过微处理器单元（MPU），存储器和一些外围设备。这些设备针对需要处理功能和敏捷，与数字，模拟或机电组件进行敏捷的应用的嵌入式应用程序进行了优化。
参考这类集成电路的最常用方式是“微控制器”，但缩写“MCU”可以互换地使用，因为它代表“微控制器单元”。您也可能偶尔看到“μC”（希腊字母u替换的地方）微”）。
“微控制器”是一个良好的名称，因为它强调了该产品类别的定义特征。前缀“Micro”意味着小，并且术语“控制器”这里暗示了执行控制功能的能力。如上所述，该功能是将数字处理器和数字存储器与附加硬件组合的结果，该额外的硬件专门用于帮助微控制器与其他组件相互作用。
微控制器与微处理器
人们有时会用“微处理器”或“MPU”来指代微控制器，但这两种设备不一定是相同的。微处理器和微控制器都是小型的、高度集成的计算机系统，但它们可能有不同的用途。
术语“处理器”是用来标识一个由中央处理器和(可选)一些存储器组成的系统。微处理器是一种设备，它在一个集成电路中实现处理器的所有功能。相比之下，微控制器更强调额外的硬件模块，使设备能够控制系统，而不是简单地执行指令和存储数据。
下面的图表说明了这个概念。
总的来说，当我们在非正式场合或试图避免重复说同一个词时，将“微处理器”和“微控制器”交替使用并不是一个大问题。然而，在技术讨论的上下文中，保持这两个概念之间的区别是很重要的。
微控制器与数字信号处理器
数字信号处理器（或“DSP”）是微处理器，用于要求诸如数字滤波等数字滤波，实时信号的数学分析和数据压缩的计算任务优化。高度复杂的微控制器可能能够用作数字信号处理器的替代，但如果其内部电路的大部分旨在控制，监控和与周围系统通信，则仍然认为它仍然被认为是微控制器。
微控制器的组成部分
微控制器由中央处理单元(CPU)、非易失性存储器、易失性存储器、外设和支持电路组成。
中央处理机
CPU执行算术运算，管理数据流，并根据程序员创建的指令序列生成控制信号。CPU功能所需的极其复杂的电路对设计者不可见。事实上，谢谢集成开发环境和高级语言，如C语言在美国，为微控制器编写代码通常是一项相当简单的任务。
记忆
非易失性存储器用于存储微控制器的程序。的列表(通常很长)机器语言说明告诉中央处理器该做什么。你通常会看到单词“Flash”(指一种特定形式的非易失性数据存储)而不是“非易失性存储器”。
易失性存储器(即RAM)是用来临时存储数据的。当微控制器断电时，这些数据就会丢失。内部寄存器也提供临时数据存储，但我们不认为它们是一个单独的功能块，因为它们被集成到CPU中。
外围设备
我们用“外围”这个词来描述帮助微控制器与外部系统交互的硬件模块。下面的要点识别各种外设类别并提供示例。
- 数据转换器:模数转换器，数模转换器，参考电压发生器
这个图显示了三轴加速度计数据我使用微控制器的片上ADC数字化。
- 时钟发电：内部振荡器石英激励电路,锁相环
- 时间:通用定时器，实时时钟，外部事件计数器，脉冲和调制
- 模拟信号处理:运算放大器,模拟比较器
- 输入/输出:通用数字输入输出电路，并行存储接口
- 串行通信：UART那SPI那I2C.那USB
我的同事马克·休斯设计了这个传感器子系统16位微控制器。
支持电路
微控制器包含了各种不能被归类为外设的功能块，因为它们的主要目的不是控制、监视或与外部组件通信。尽管如此，它们仍然非常重要——它们支持设备的内部操作，简化实现，并改进开发过程。
- 调试电路允许设计人员在执行指令时仔细监视微控制器。这是跟踪错误和优化固件性能的重要性，有时是必不可少的方法。
- 中断是微控制器功能的一个非常有价值的方面。中断是由外部或内部基于硬件的事件产生的，它们导致处理器通过执行特定的指令组立即响应这些事件。
用C语言编写的微控制器程序被组织成职能。中断导致程序执行“向量”到中断服务例程（ISR），并且在ISR完成任务之后，处理器返回到中断发生时正在执行的函数。
- 一种时钟生成模块如果它的目的是产生用于芯片外部的信号，那么它就可以被认为是外设，但是在很多情况下，微控制器内部振荡器的主要目的是为CPU和外设提供时钟信号。内部振荡器通常精度较低，但在能够容忍这种低精度的应用中，它们是简化设计和节省电路板空间的一种方便而有效的方法。
- 微控制器可以包含各种类型的供电电路。集成稳压器使片上一代的要求供应电压,电源管理模块可以大大减少设备的电流消耗在不活跃的状态,和主管模块可以将处理器复位状态稳定,当电源电压不够高,确保运行可靠。
下一个文章
在本文中，我们将微控制器定义为由一个小型、高效的处理器核心、程序存储器、数据存储器、外设以及各种形式的支持和调试电路组成的设备。
在下一次安装此“微控制器”系列的“简介”系列中，我们将仔细阅读如何选择正确的微控制器。然后我们将进入如何阅读微控制器的数据表。
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