微型计算机、微处理器和微控制器的区别


本文将讨论微型计算机、微处理器和微控制器,并重点介绍它们之间的区别。

微型计算机

微型计算机可以定义为一种小型、廉价且功能有限的计算机。它具有与计算机相同的架构模块结构。现代微型计算机尺寸更小,如今已缩小到笔记本电脑大小。未来,其尺寸还会进一步缩小。由于成本较低,个人可以将其作为个人电脑拥有。由于大规模生产,它们变得越来越便宜。最初,在早期,它们的功能并不强大。它们的内部操作和指令非常有限。但如今,微型计算机不仅可以对无符号数和有符号数进行乘除运算,还可以执行浮点算术运算。事实上,它们正变得比昔日的迷你计算机和大型计算机更强大。

例如,Commodore 64是其时代最流行的微型计算机之一,也是有史以来最畅销的家用计算机型号。

因此,微型计算机是一种小型、相对廉价的计算机,其中央处理器 (CPU) 为微处理器。它包括一块单印刷电路板,其中包含微处理器、内存和最少的输入/输出 (I/O) 电路。随着越来越强大的微处理器的出现,微型计算机在 20 世纪 70 年代和 80 年代变得流行起来。这些计算机的先驱,大型机和小型机,相对来说要大得多且昂贵得多(尽管事实上,当今的大型机,如 IBM System z 机器,使用一个或多个定制微处理器作为其 CPU)。此外,我们可以提到,许多微型计算机(广义上讲,当配备键盘和屏幕进行输入和输出时)也是个人电脑。

微处理器

单芯片上的处理器称为微处理器,它可以处理微指令。以 0 和 1 形式存在的指令称为微指令。微处理器是微型计算机的 CPU 部分,它也以单个集成电路的形式提供。因此,作为主要组件,微处理器将拥有微型计算机的控制单元 (CU) 和算术逻辑单元 (ALU)。例如 Intel 8085 微处理器。除了微处理器功能外,微型计算机还将具有以下附加功能:

  • ROM/PROM/EPROM/EEPROM 用于存储程序

  • RAM 用于存储数据、中间结果和最终结果

  • I/O 设备用于与外部世界通信

  • I/O 端口用于与 I/O 设备通信。

在当今世界,微处理器得到了广泛应用。在微处理器发明之前,逻辑设计是使用门、触发器等硬件完成的。小型计算机成本太高。随着微处理器的出现,使用硬件进行逻辑设计已被大部分取代。它提供了灵活的仪表,可以通过更改软件来更改系统的特性。此外,还出现了新一代的应用程序,由于小型机的价格过高或使用硬件进行逻辑设计的复杂性,以前从未想过这些应用。

下面列出了一些使用微处理器的应用程序:

  • 商业应用,如桌面出版

  • 工业应用,如发电厂控制

  • 测量仪器,如万用表

  • 家用电器,如洗衣机

  • 医疗设备,如血压计

  • 国防设备,如轻型战斗机;

  • 计算机,如个人电脑

微控制器

微控制器是一种小型且低成本的微型计算机,旨在执行嵌入式系统的特定任务,例如显示微波信息、接收遥控信号等。

一般的微控制器由处理器、内存(RAM、ROM、EPROM)、串行端口、外设(定时器、计数器)等组成。

微控制器的类型

根据内存、架构、位和指令集,微控制器可分为不同的类别。以下是它们的类型列表:

  • 位数– 基于位配置,微控制器进一步分为三类。

    • 8 位微控制器– 此类型的微控制器用于执行算术和逻辑运算,例如加法、减法、乘法、除法等。例如,Intel 8031 和 8051 是 8 位微控制器。

    • 16 位微控制器– 此类型的微控制器用于需要更高精度和性能的算术和逻辑运算。例如,Intel 8096 是一个 16 位微控制器。

    • 32 位微控制器– 此类型的微控制器通常用于自动控制设备,例如自动操作机、医疗设备等。

  • 内存– 基于内存配置,微控制器进一步分为两类。

    • 外部内存微控制器– 此类型的微控制器设计成芯片上没有程序内存。因此,它被称为外部内存微控制器。例如 Intel 8031 微控制器。

    • 嵌入式内存微控制器– 此类型的微控制器设计成微控制器的所有程序和数据内存、计数器和定时器、中断、I/O 端口都嵌入在芯片上。例如 Intel 8051 微控制器。

  • 指令集– 基于指令集配置,微控制器进一步分为两类。

    • CISC– CISC 代表复杂指令集计算机。它允许用户插入单个指令作为许多简单指令的替代方案。

    • RISC– RISC 代表精简指令集计算机。它通过缩短每个指令的时钟周期来减少操作时间。

微控制器的应用

微控制器广泛应用于各种不同的设备,例如:

  • 光线感应和控制设备,如 LED。

  • 温度感应和控制设备,如微波炉、烟囱。

  • 火灾探测和安全设备,如火灾报警器。

  • 测量设备,如电压表。

更新于:2020年6月27日

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