單晶片微處理器

單晶片，全稱單晶片微電腦（single-chip microcomputer），又稱微控制器（microcontroller），是把中央處理器、記憶體、定時/計數器（timer/counter）、各種輸入輸出介面等都整合在一塊積體電路晶片上的微型電腦。與應用在個人電腦中的通用型微處理器相比，它更強調自供應（不用外接硬體）和節省成本。

它的最大優點是體積小，可放在儀錶內部，但儲存容量小，輸出入介面簡單，功能較少。由於其發展非常迅速，舊的微控制器的定義已不能滿足，所以在很多應用場合被稱為範圍更廣的微控制器，由於單晶片微電腦常用於當控制器故又名 single chip microcontroller。

(圖源: Wikipedia)

概述

絕大多數現在的微控制器都是基於馮·紐曼架構，這種架構清楚的定義了嵌入式系統所必需的四個基本部分：一個中央處理器核心，程式記憶體（唯讀記憶體或者快閃記憶體）、資料記憶體（隨機存取記憶體）、一個或者更多的定時/計數器，還有用來與外圍裝置以及擴充功能資源進行通訊的輸入/輸出埠，所有這些部份都被整合在單個積體電路晶片上。

微控制器與一般中央處理器不同，是因為前者很容易配合其他的外部晶片製成工作電腦。這樣就可以很容易的把微控制器系統放入裝置內部來控制裝置。

傳統的微處理器是不允許這麼做的。它要完成微控制器的工作，就必須連線一些其他晶片。比如說，晶片上沒有資料記憶體，就必須要加一些RAM的晶片。另外還需要加很多連線來傳遞晶片之間的資料。與以上的情況相比，微控制器的工作則相對獨立，一個典型的微控制器只需要一個時鐘發生器和很少的 RAM 和 ROM 就可以在軟體和晶振下工作了。同時，微控制器具有豐富的輸出入裝置，例如模擬數位轉換器、定時器、串列埠，以及其他串列通訊介面，如I2C，序列周邊介面，控制器區域網路等。通常，這些整合在內部的裝置可以透過特殊的指令來操作。

微控制器時脈通常較同時代的電腦晶片低，但它價格便宜，能夠提供充足的程式記憶體、豐富的介面。某些架構的微控制器生產廠商眾多，例如8051系列、Z80系列。一些現代的微控制器支援一些內建的高階程式語言，比如BASIC語言、C語言、C++等。