硬件指南 » 组件 » 微控制器或 MCU：它是什么以及它用于什么？
MGI 微控制器或 MCU（微控制器单元），是集成了计算机的小型集成电路或芯片，也就是说，它们超越了 CPU，在单个芯片中包含了 CPU、内存和 I/O，但它们必须与 SoC 区分开来，因为 SoC 包含的内容更多，也更复杂。
这些芯片是 大量设备的大脑 它们在我们日常生活中被广泛使用，并且存在于比你想象的更多的设备中，从家里的设备到车辆，再到工业机器等等。因此，它们在今天非常重要，我们将用这篇文章来介绍它们。
此外，值得注意的是，由于 物联网 (IoT)，因为由于 体积小、功耗低、成本低非常适合为这些互联设备供电，无需更先进的处理单元。此外，正如我们稍后将看到的，它们也非常适合创客和电子 DIY 爱好者，例如 Arduino 等项目。
微控制器能做什么？
MGI 微控制器，MCU微控制器是一种功能强大的芯片，类似于通用CPU，但它们还集成了其他计算机组件，例如内存、总线和I/O系统，因此它实际上就是一台芯片上的计算机。微控制器的应用范围非常广泛，从通过传感器控制温度或其他参数，到根据输入状态生成某种类型的输出以执行操作等等。微控制器的应用范围非常广泛，而限制微控制器应用的几乎只有您的想象力和微控制器本身的技术能力，因为它们的内存容量和性能通常有限。
因此，在选择微控制器时，必须考虑许多因素，例如设备的工作频率、其所基于的架构、 可用内存、可用引脚数量以及所需外部元件的类型和数量。幸运的是，市面上有许多不同的微控制器制造商和型号可供选择，从最简单到最复杂，甚至有些经过强化，可以承受太空、军事设备、工业机械等极端条件。
什么是 PIC？
Microchip 公司开发了一系列在市场上非常流行的微控制器，例如 其著名的 PIC具有不同字长的一系列设备，例如 16 位设备，可以非常灵活地进行编程并执行多种功能。
此外，他们还有一个 出色的兼容生态系统，这使得使用它们的开发人员以及拥有完整兼容 IDE 来编写必要代码的程序员的工作变得更加轻松。
当然， PIC 不是唯一的架构，还有AVR、Super-H、SAM、ARM Cortex-M等。
微控制器架构和操作
尽管将所有东西整合起来看起来很复杂，例如 CPU、内存和 I/O 系统等等，事实上，微控制器比现代计算机中使用的许多先进 CPU 或 GPU 更简单。这些微控制器集成的 CPU 通常更简单，就像几十年前的 CPU（例如英特尔的 8051）。事实上，许多微控制器是基于几十年前开发的架构。
MCU 还可以实现其他附加或专用功能：处理模拟信号、控制外部硬件，或内置看门狗定时器，以便在编程错误导致崩溃时重置芯片。芯片架构可以是固定的，也可以是可编程的，从而允许设备根据不同的应用进行重新配置。
它们也不需要很大的内存容量（它们可以是 RAM 类型的存储器、寄存器、ROM（例如 EEPROM）、闪存等），并且通常仅包括 几 KB 或 MB IDE 能够托管执行功能所需的程序。所有这些程序都被加载到 IDE 从开发人员通常使用的高级编程源代码生成的一系列指令和数据中。
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你可以想象，有几个 微控制器的类型每个都有不同的特性和能力，因此它们的应用也会有很大不同。
我之前提到过，选择微控制器时最重要的考虑因素是其工作频率和可用内存容量。应用需求将决定工作频率，但通常最好选择能够 尽可能慢地跑 在满足要求的同时，由于这种类型的芯片通常专用于关键应用，因此需要更高的稳定性和可靠性。
微控制器用在什么地方？
微控制器 它们被广泛应用于各种领域正如我之前提到的，您会在各种家用电器和电子设备中看到它们，包括陆地、海上和空中交通工具、卫星和航天器、火箭、工业机械等等。一些最著名的例子是：
自动化：它们在许多汽车应用中用于控制汽车的某些电子部件。例如，它们通常用于现代发动机管理系统，以控制燃油喷射和点火正时。它们也可以在其他车载系统中找到，例如变速箱控制系统。
行业您还可以在各种类型、各行各业的工业机械中找到它们。它们广泛应用于各种不同的系统，例如机器监控、过程控制以及数据采集和分析。
消费微控制器越来越多地应用于家用电器、家庭电子设备等消费设备中。甚至计算机除了 CPU、GPU 等之外，也常常具有多个微控制器来执行不同的任务。
通信：它们尤其适用于射频或其他类型的通信系统。它们既可用于计算机网络，也可用于无线电通信设备。
家庭自动化当然，微控制器是家庭自动化的关键，可以自动执行智能家居中的许多日常任务。它们通常用于传感器和其他控制和监控家庭系统的设备，例如自动灌溉、根据光照条件升降百叶窗等等。
MEDICINA微控制器用于许多医疗应用，从医院设备到控制某些生物医学参数的植入式医疗设备、起搏器等。
Militar：当然，它们被广泛应用于各种军事领域，例如武器系统、飞行控制系统和传感器系统。
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使用微控制器的优势
萨尔瓦多使用 微控制器具有许多优点 与其他可用于相同应用的设备相比，其优势显著。亮点包括：
极低的功率要求，使其成为电池供电应用或低功耗嵌入式或入墙式系统的理想选择。
它们具有快速的响应时间，适合需要实时控制的嵌入式应用。
可编程，可执行多种功能，这与只能执行单一功能的硬接线电子设备不同。它们通常能够执行分立元件难以甚至无法完成的复杂任务。这使得它们成为需要定制解决方案的应用的理想选择。
它们有多种不同的软件包，可以轻松定制应用程序以满足特定需求。
微控制器的另一大优势是成本低。
它们采用小型封装，方便在各种应用中安装。
微控制器的局限性
然而，微控制器并非全是优点，它也有 一些缺点 这一点也值得强调。例如：
它们能够通过编程执行多种不同的功能，因此用途广泛，但也使得故障排除变得困难。如果电路工作不正常，很难找出原因，因为问题可能是程序错误或硬件问题造成的。
此外，复杂的应用程序可能需要大量的内存和优于市场上大多数微控制器的处理性能。
缺乏高级编程语言限制了它们的选择。由于它们处理低级机器语言指令，因此很难更改程序或调试硬件问题。
物联网中的微控制器
微控制器的简单性使得它们很容易在 物联网设备例如智能插头、智能开关、智能灯泡、湿度传感器、烟雾传感器和其他简单设备。然而，复杂的设备通常需要更大的内存和处理能力，这使得将必要的电路装入紧凑的设备变得困难，因此需要选择更高容量的 CPU 和内存，而不是 MCU。
什么是Tj Max、Tcase和Tunion：微处理器温度此外，它们的多功能性以及我们上面讨论的所有优势，对于不需要高内存容量或高处理性能的设备来说，确实很有吸引力。此外，其中许多 设备依赖于电池，因此这些低功耗IC是理想的选择。
什么是Arduino？
我确信你已经认识他了。 Arduino的 这是一款基于微控制器的热门开源开发板。它价格实惠，可以轻松完成各种项目，无论是编程、电子或机器人技术入门的爱好者或儿童，还是更专业的用途。这一切都归功于它丰富的社区和生态系统，包括完整的 IDE、满足不同需求的众多版本、丰富的配件等等。
这些 Arduino 开发板使用 Arduino 开发的类似 C/C++ 的语言进行编程。这种语言简单易懂，适合初学者理解和使用，同时功能强大，足以在计算机上创建复杂的项目。 Arduino IDEArduino 的普及使得人们可以轻松找到资源、零件以及对同类项目感兴趣的人。那么，还有什么比 Arduino 更好的方法来熟悉和使用微控制器呢？
什么是 Arduino IDE？
正如我之前所说，Arduino 有一个很棒的 IDE（集成开发环境）使用此软件，您可以创建草图或程序源代码，然后使用连接到PC的USB线将它们上传到Arduino微控制器的内存中。这样，MCU就可以执行它们，从而实现您想要的功能。
当然，Arduino IDE 来自 开源，免费 它适用于各种平台，包括 macOS、Windows 和 Linux。您不仅可以编程 Arduino 开发板，它还支持编程其他兼容微控制器，例如 AVR、PIC 等，以及兼容 Arduino 的开发板……
Arduino 和 Arduino IDE 的优势
最后，我想说 您可以创建一些项目 使用这个 Arduino IDE 平台和 Arduino 开发板。您也可以使用这种高级编程语言来实现这一点，将代码翻译成微控制器可理解的机器码（1 和 0），交给 IDE 来完成。对于不懂编程的人或儿童，您也可以使用基于块的语言。
项目可以非常多样化，从创建简单的警报到开发复杂的花园灌溉系统，包括家庭自动化系统、参数监控、任务自动化等。正如我在开头所说的， 极限几乎就是你的想象力.
此外，还有一个庞大的社区愿意帮助你，以及众多的 专为 Arduino 设计的附加组件和套件这会让你的事情变得简单得多。这不像从 PIC 或 8051 这样的芯片开始，然后几乎从零开始创建一切……
现在您已经熟悉了微控制器的世界，并且知道如何从家里或学校开始……