單片機(jī)、微控制器和微處理器問答

1． 問：單片機(jī)、微控制器和微處理器有何區(qū)別？

答：處理器通常指微處理器、微控制器和數(shù)字信號(hào)處理器這三種類型的芯片。微處理器（MPU）通常代表一個(gè)功能強(qiáng)大的CPU,但不是為任何已有的特定計(jì)算目的而設(shè)計(jì)的芯片。這種芯片往往是個(gè)人計(jì)算機(jī)和高端工作站的核心CPU。最常見的微處理器是Motorola的68K系列和Intel的X86系列。 早期的微控制器是將一個(gè)計(jì)算機(jī)集成到一個(gè)芯片中,實(shí)現(xiàn)嵌入式應(yīng)用,故稱單片機(jī)(single chip microcomputer)。隨后,為了更好地滿足控制領(lǐng)域的嵌入式應(yīng)用,單片機(jī)中不斷擴(kuò)展一些滿足控制要求的電路單元。目前,單片機(jī)已廣泛稱作微控制器（MCU）。 也有由微處理器發(fā)展的微控制器。比如,Intel的386EX就是很成功的80386微處理器的微控制器版本。它與嵌入式應(yīng)用的微處理器一樣,也稱為嵌入式微處理器。嵌入式處理器的高端產(chǎn)品有：Advanced RISC Machines公司的ARM、Silicon Graphics公司的MIPS、IBM和Motorola的Power PC 、Intel的X86和i960芯片、AMD的Am386EM、Hitachi的SH RISC芯片。 數(shù)字信號(hào)處理器（DSPs）里的CPU是專門設(shè)計(jì)用來極快地進(jìn)行離散時(shí)間信號(hào)處理計(jì)算的,比如那些需要進(jìn)行音頻和視頻通信的場合。DSPs內(nèi)含乘加器,能比其它處理器更快地進(jìn)行這類運(yùn)算。最常見的是TI的TMS320CXX系列和Motorola的5600X系列。

2． 問：什么是嵌入式系統(tǒng)？它和通用微機(jī)有何不同？

答：嵌入式系統(tǒng)（embedded system）是計(jì)算機(jī)硬件和軟件的集合體。它包括一個(gè)處理器,涉及對硬件的直接控制,是為了嵌入到對象體系中完成某種特定的功能而設(shè)計(jì)的,是嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的簡稱。如微波爐是很好的嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例：用處理器和軟件幫助人們做飯。嵌入式系統(tǒng)和家里的微機(jī)（個(gè)人計(jì)算機(jī)）形成了鮮明的對比。同樣是計(jì)算機(jī)硬件和軟件,個(gè)人計(jì)算機(jī)卻不是用來完成某個(gè)特定功能的, 相反,它可以做各種不同的事情。因此,很多人用計(jì)算機(jī)的通用性來區(qū)分通用計(jì)算機(jī)（通用微機(jī)）和嵌入式系統(tǒng)這種專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)可以是微控制器（單片機(jī)）或是以微處理器為主構(gòu)成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),也包括數(shù)字信號(hào)處理器（DSPs）構(gòu)成的系統(tǒng)和片上系統(tǒng)SoC（System on Chip）。 單片機(jī)是專門用作嵌入式應(yīng)用而設(shè)計(jì)的單芯片型計(jì)算機(jī)。為了不斷擴(kuò)展的嵌入式應(yīng)用要求,不斷在片內(nèi)擴(kuò)展?jié)M足控制需要的各種單元電路,而形成目前廣泛使用的微控制器。因此,單片機(jī)（微控制器）是一個(gè)典型的普及型的嵌入式系統(tǒng),因?yàn)樗鼈兂饲度胧綉?yīng)用之外沒有其他用途。

3． 問：數(shù)據(jù)傳輸率的單位是b/s還是baud?

答：串行通信的數(shù)據(jù)傳輸率一般用位每秒（bps,即bit per second）表示,單位為b/s。baud是波特率單位。波特率指每秒一個(gè)信道的信號(hào)改變的數(shù)目,即電信號(hào)被送到通信線上的頻率。波特率是一個(gè)電氣測量單位,并不一定是一個(gè)線路上的數(shù)據(jù)傳輸率單位。當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)位被編碼在一個(gè)信號(hào)周期中時(shí), bps才等于波特率。如果使用了壓縮和編碼算法,位傳輸率將超過基本的波特率。一個(gè)UART只負(fù)責(zé)處理電信號(hào)的發(fā)送和接收,這樣,微機(jī)和單片機(jī)的UART串行口的設(shè)置就是讓其按指定的波特率接收或發(fā)送,因而取baud為波特率的單位;而通過MODEM等在數(shù)據(jù)線路上傳輸?shù)膯挝粦?yīng)取b/s, 因?yàn)镸ODEM一般都使用編碼算法來增加傳輸率。