Dla początkujących, którzy dopiero zaczynają przygodę z elektroniką, porównanie mikroprocesora i mikrokontrolera może być często mylące. Ale zarówno mikroprocesor, jak i mikrokontrolery różnią się od siebie pod względem architektury sprzętowej i działania. Podstawowa różnica między mikroprocesorem a mikrokontrolerempolega na tym, że układ scalony mikroprocesora ma tylko procesor w środku, podczas gdy układ scalony mikrokontrolera ma również pamięć RAM, ROM i inne powiązane z nim urządzenia peryferyjne. Niektóre popularne przykłady mikroprocesorów to Intel Core i7, AMD Athlon, Broadcom BCM2711 (Raspberry Pi) itp., A niektóre przykłady mikrokontrolerów to ATmega328 (Arduino UNO), STM32, PIC16F877A itp. Aby zrozumieć szczegółowo, musimy przyjrzeć się ogólną architekturę mikroprocesora i mikrokontrolera, czyli dokładnie to, co zamierzamy zrobić w tym artykule.
Co to jest mikrokontroler?
To jak mały komputer z pojedynczym układem scalonym. Zawiera rdzeń procesora, ROM, RAM i piny I / O przeznaczone do wykonywania różnych zadań. Mikrokontrolery są zwykle używane w projektach i aplikacjach, które wymagają bezpośredniej kontroli przez użytkowników. Ponieważ ma wszystkie potrzebne komponenty w swoim pojedynczym chipie, nie potrzebuje żadnych zewnętrznych obwodów do wykonania swojego zadania, więc mikrokontrolery są intensywnie wykorzystywane w systemach wbudowanych, a główne firmy produkujące mikrokontrolery sprawiają, że są one wykorzystywane na rynku rozwiązań wbudowanych. Mikrokontroler można nazwać sercem systemu wbudowanego. Niektóre przykłady popularnego mikrokontrolera to mikrokontrolery serii 8051, AVR, PIC.
Powyżej przedstawiono architekturę mikrokontrolera 8051. I możesz zobaczyć wszystkie wymagane komponenty dla małego projektu są obecne w jednym chipie. Wraz z postępem w elektronice na rynku pojawia się wiele nowych mikrokontrolerów, jeśli chcesz dowiedzieć się, jak wybrać odpowiedni mikrokontroler do swojej aplikacji, możesz zapoznać się z powiązanym artykułem.
Co to jest mikroprocesor?
Mikroprocesor ma w sobie tylko procesor w jednym lub kilku układach scalonych. Podobnie jak mikrokontrolery, nie posiada pamięci RAM, ROM ani innych urządzeń peryferyjnych. Działają zależnie od zewnętrznych obwodów urządzeń peryferyjnych. Ale mikroprocesory nie są przeznaczone do konkretnych zadań, ale są wymagane w przypadku zadań złożonych i trudnych, takich jak tworzenie oprogramowania, gier i innych aplikacji, które wymagają dużej ilości pamięci, a dane wejściowe i wyjściowe nie są zdefiniowane. Można to nazwać sercem systemu komputerowego. Niektóre przykłady mikroprocesorów to Pentium, I3 i I5 itp.
Na tym obrazie architektury mikroprocesora można łatwo zauważyć, że ma on rejestry i jednostkę ALU jako jednostkę przetwarzającą i nie ma w sobie pamięci RAM ani ROM.
Mikroprocesor kontra mikrokontroler
Ponieważ teraz w zasadzie wiesz, czym jest mikrokontroler i mikroprocesor, łatwo byłoby zidentyfikować główne różnice między mikrokontrolerem a mikroprocesorem.
1. Kluczową różnicą w obu z nich jest obecność zewnętrznych urządzeń peryferyjnych, gdzie mikrokontrolery mają wbudowaną pamięć RAM, ROM, EEPROM, podczas gdy w przypadku mikroprocesorów musimy korzystać z zewnętrznych układów.
2. Ponieważ wszystkie peryferia mikrokontrolera są na jednym chipie, jest on kompaktowy, a mikroprocesor zajmuje dużo miejsca.
3. Mikrokontrolery są wykonane przy użyciu uzupełniającej technologii półprzewodników z tlenków metali, dzięki czemu są znacznie tańsze niż mikroprocesory. Ponadto aplikacje wykonane z mikrokontrolerami są tańsze, ponieważ wymagają mniej komponentów zewnętrznych, podczas gdy całkowity koszt systemów wykonanych z mikroprocesorów jest wysoki ze względu na dużą liczbę komponentów zewnętrznych wymaganych dla takich systemów.
4. Szybkość przetwarzania mikrokontrolerów wynosi od około 8 MHz do 50 MHz, ale w przeciwieństwie do ogólnych szybkości przetwarzania mikroprocesorów wynosi powyżej 1 GHz, więc działa znacznie szybciej niż mikrokontrolery.
5. Generalnie mikrokontrolery mają system oszczędzania energii, taki jak tryb bezczynności lub tryb oszczędzania energii, więc ogólnie zużywa mniej energii, a także, ponieważ komponenty zewnętrzne są niskie, całkowite zużycie energii jest mniejsze. O ile w mikroprocesorach generalnie nie ma systemu oszczędzania energii, a także wykorzystuje się z nim wiele komponentów zewnętrznych, tak więc jego pobór mocy jest wysoki w porównaniu z mikrokontrolerami.
6. Mikrokontrolery są kompaktowe, co czyni je korzystnymi i wydajnymi systemami dla małych produktów i zastosowań, podczas gdy mikroprocesory są nieporęczne, dlatego są preferowane do większych zastosowań.
7. Zadania wykonywane przez mikrokontrolery są ograniczone i ogólnie mniej złożone. Podczas gdy zadania wykonywane przez mikroprocesory to tworzenie oprogramowania, tworzenie gier, tworzenie stron internetowych, tworzenie dokumentów itp., Które są generalnie bardziej złożone, więc wymagają więcej pamięci i szybkości, dlatego używana jest z nim zewnętrzna pamięć ROM i RAM.
8. Mikrokontrolery są oparte na architekturze Harvardu, gdzie pamięć programu i pamięć danych są oddzielne, podczas gdy mikroprocesory są oparte na modelu von Neumanna, w którym program i dane są przechowywane w tym samym module pamięci.
Mam nadzieję, że ten artykuł pomoże ci w porównaniu mikroprocesora i mikrokontrolera. Jeśli interesuje Cię więcej takich artykułów, możesz również zapoznać się z porównaniem Mikrokontrolera i PLC, a także z porównaniem artykułu w C i Embedded C.