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微控制器(MCU)普遍存在于電子產(chǎn)品中,如果你的微波爐有LED或LCD屏幕和鍵盤,則它肯定包含微控制器。汽車也是一樣,可以有很多個:發(fā)動機由微控制器控制,防抱死剎車、巡航控制等也是如此。
任何具有遙控器的設(shè)備幾乎肯定都包含微控制器:電視、錄像機和高端立體聲系統(tǒng)都屬于這一類。此外,單反和數(shù)碼相機,手機,攝像機、激光打印機、和冰箱、洗碗機、洗衣機和烘干機(帶有顯示屏和鍵盤的)……。基本上,任何與用戶交互的產(chǎn)品或設(shè)備在里面都有一個微控制器。
在本文中,我們將介紹微控制器,以便你了解它們是什么以及它們是如何工作的。
什么是微控制器?
微控制器是一個簡化版的計算機。所有計算機——無論是個人臺式計算機、大型主機計算機還是微控制器,都有幾個共同點:
1.所有計算機都有一個執(zhí)行程序的CPU(中央處理單元)。如果你現(xiàn)在正坐在臺式計算機前閱讀本文,那臺計算機中的CPU正在執(zhí)行一個程序,該程序?qū)崿F(xiàn)了顯示此頁面的Web瀏覽器。
2.CPU從某個地方加載程序。在你的臺式機上,瀏覽器程序是從硬盤加載的。
3.計算機有一些RAM(隨機存取存儲器),可以在其中存儲“變量”。
4.計算機有一些輸入和輸出設(shè)備,因此它可以與人交互。在臺式機上,鍵盤和鼠標是輸入設(shè)備,顯示器和打印機是輸出設(shè)備。硬盤是一種I/O設(shè)備——它同時處理輸入和輸出。
你使用的臺式計算機是可以運行數(shù)千個程序的“通用計算機”。微控制器是“專用計算機”,微控制器做好一件事。還有許多其他共同特征定義了微控制器。如果一臺計算機符合這些特征中的大多數(shù),那么你可以將其稱為“微控制器”:
1.微控制器“嵌入”在一些其他設(shè)備(通常是消費產(chǎn)品)中,以便它們可以控制產(chǎn)品的功能或操作。因此,微控制器的另一個名稱是“嵌入式控制器”。
2.微控制器專用于一項任務(wù)并運行一個特定的程序。程序存儲在ROM(只讀存儲器)中,一般不會更改。
3.微控制器通常是低功耗設(shè)備。臺式電腦幾乎總是插在墻上的插座上,可能會消耗 50 瓦的電力。電池供電的微控制器可能消耗 50 毫瓦。
4.微控制器具有專用輸入設(shè)備,并且通常(但不總是)具有用于輸出的小型 LED 或 LCD 顯示器。微控制器還從它所控制的設(shè)備獲取輸入,并通過向設(shè)備中的不同組件發(fā)送信號來控制設(shè)備。例如,電視內(nèi)的微控制器從遙控器獲取輸入并在電視屏幕上顯示輸出??刂破骺刂仆ǖ肋x擇器、揚聲器系統(tǒng)和屏幕的某些調(diào)整,例如色調(diào)和亮度。汽車中的發(fā)動機控制器從氧氣和爆震傳感器等傳感器獲取輸入,并控制諸如燃料混合和火花塞正時之類的東西。一種微波爐控制器從鍵盤獲取輸入,在LCD顯示屏上顯示輸出,并控制繼電器來打開和關(guān)閉微波發(fā)生器。
5.微控制器通常體積小且成本低。
6.微控制器通常有穩(wěn)定工作溫度區(qū)間。例如,控制汽車發(fā)動機的微控制器必須在普通計算機通常無法處理的極端溫度下工作。一些寒冷地區(qū)的汽車微控制器必須在-34攝氏度的天氣下正常工作,而環(huán)境惡劣時,需要微控制器可能在49攝氏度的溫度下運行。當你啟動發(fā)動機并自然產(chǎn)生的熱量時,發(fā)動機艙內(nèi)的溫度可高達65-80攝氏度,這就要求微控制器需要120攝氏度的穩(wěn)定工作溫度。
在許多產(chǎn)品中,例如微波爐,對CPU的需求相當?shù)?,價格是一個重要的考慮因素。在這些情況下,制造商轉(zhuǎn)向?qū)S玫奈⒖刂破餍酒畛踉O(shè)計為低成本、小型、低功耗的嵌入式CPU的芯片。
典型的低端微控制器芯片可能在芯片上具有1000字節(jié)的ROM和20字節(jié)的RAM,以及8個I/0引腳。大批量生產(chǎn)時,這些芯片的成本有時僅為幾毛錢。
以上就是英銳恩單片機開發(fā)工程師分享的“微控制器有哪些共同特點”。英銳恩專注單片機應(yīng)用方案設(shè)計與開發(fā),提供8位單片機、16位單片機、32位單片機。