在各种设备中发现了微控制器，包括您驾驶的汽车，计算机，智能手机甚至咖啡机。随着信息技术和数据收集的需求不断上升，微控制器已成为现代世界不可或缺的一部分。微控制器在塑造现代世界的技术革命中起着基本作用。
微控制器是小型，通用，负担得起的设备，不仅可以由经验丰富的工程师，而且还可以由来自各个领域的学生，业余爱好者和专业人员成功实施和编程。微控制器应用程序是无穷无尽的，其中包括医疗设备和高端消费电子设备到航空航天系统和工业设备的示例。
本文旨在提供有关每个人都应该知道的微控制器的基本知识。因此，继续阅读以增强您对这些非凡设备的理解！
什么是微控制器？
微控制器（也称为MCU）是一种用途高度的集成电路（IC），用于控制电子系统的其他组件。它们旨在实施某些任务，并且通常用于特定应用程序。标准的微控制器包括集成到单个芯片中的处理器，内存和输入/输出（I/O）外围设备。
设备，汽车发动机控制系统，电动工具和计算机是需要在某些情况下自动控制的产品和设备的示例。但是，微控制器的应用远远超出了这些示例，涵盖了许多行业和部门。
本质上，微控制器负责收集输入，处理此信息并根据收集的信息生成特定的输出。通常，微控制器以低速运行，范围从1MHz到200MHz，必须设计成减少功率，因为它们嵌入了其他可能在不同区域中具有更大功耗的设备中。
微控制器的类型
微控制器的常见类型是：
- 英特尔MCS-51通常称为8051微控制器。
- AVR微控制器
- 可编程接口控制器（PIC）
在为项目选择微控制器之前，您需要牢记一些因素。除了成本外，至关重要的是考虑最大速度，RAM或ROM存储尺寸，I/O引脚的数量或类型，可在MCU，功耗，约束和开发支持上提供。
微控制器的核心组件
微控制器的基本结构包括不同的组件，核心组件是：
- 中央处理单元（CPU）： 通常被称为设备的“大脑”，因为它在微控制器的功能中起着至关重要的作用。它处理并响应各种有效指导微控制器操作的说明。这包括执行复杂的算术操作，管理数据流以及按照程序员的说明生成精确的控制信号。通过使用CPU，微控制器的所有组件都连接到特定系统。此外，CPU具有通过可编程内存获取和解码指令的能力。
- 记忆：微控制器的内存用于保存处理器收到的数据，然后将其用于执行编程指令。
微控制器的设计具有一定的RAM/ROM/闪存能力来存储程序源代码。重要的是要注意，微控制器内存可以分为两种不同的类型：
- 程序内存负责存储有关CPU执行的指令的长期信息。程序内存是非挥发性的，这意味着它保留了没有电源的信息。此特性允许程序内存在延长期间保留数据。
- 数据存储器是指挥发性内存（即RAM），在执行指令期间用作临时存储。数据存储器被称为挥发性，因为当微控制器失去功率时，数据丢失。
- I/O外围设备： I/O外围设备只需参考与处理器和内存连接的组件。这些输入和输出设备是处理器和外部系统之间的接口。输入端口接收信息并将其作为二进制数据传输到处理器。然后，处理器接收此数据，并将所需的说明发送到输出设备，该输出设备执行MicroController外部任务。尽管CPU，内存和I/O外围设备是微控制器的核心元素，但微控制器有许多支持组件，它们是：
- 模拟数字转换器（ADC）：该电路将模拟信号转换为数字信号。微控制器可以通过其处理器与外部模拟设备（例如传感器）连接。
- 数字模拟转换器（DAC）是ADC的倒数，使微控制器的处理器能够将其传出信号传输到外部模拟设备。
- 系统总线：该结缔组织将所有微控制器组件链接在一起。
- 串行端口：这是一个I/O端口，可以在微控制器和外部组件之间进行连接。它的功能与USB或并行端口类似，但在位交换中有所不同。
微控制器的应用
微控制器在多个行业和行业中都有广泛的应用，包括在家庭和行业，制造，照明，机器人，汽车，照明，智能能源，工业自动化，通信和互联网。
一个特别值得注意的微控制器应用是其用作数字信号处理器。通常，收到的模拟信号会带有一定程度的噪声，这是指无法轻松转化为标准数字值的不确定值。
在这种情况下，微控制器证明了无价之宝，因为它们采用ADC和DAC功能将传入的嘈杂模拟信号转换为平滑而精确的数字信号。通过利用微控制器的力量，行业可以有效地应对嘈杂的模拟信号所带来的挑战，从而确保准确可靠的数据处理。
微控制器可以使各种日常便利项目中存在机电系统的平稳运行。这些项目包括烤箱，移动设备，冰箱，烤面包机，电视，视频游戏系统和草坪浇水系统。此外，微控制器被广泛用于办公机，例如影印机，扫描仪，打印机，传真机，ATM和安全系统。
更复杂的微控制器在各个领域中至关重要，例如飞机，车辆，航天器，医疗和生命支持系统以及机器人。在医疗领域，微控制器可以调节人造心脏，肾脏和其他重要器官的操作。此外，它们对假体设备的无缝功能做出了重大贡献。微控制器是确保这些高级技术平稳运行和可靠性的重要组成部分。