Микропроцессор или микроконтроллер — что выбрать?

При конструировании цифровых электронных устройств практически всегда приходится искать оптимальное решение с учетом соблюдения различных требований. И начинать надо с самого главного — с сердца прибора.

Что лучше выполнит функции прибора и будет наиболее оптимальным — микропроцессор или микроконтроллер? Узнаем вместе с компанией «ЗУМ-СМД».

По выполняемым функциям эта микросхема является аналогом центрального процессора (ЦП) компьютера и решает следующие задачи:

• выполнение арифметических и логических операций в соответствии с заданной программой;
• обмен данными с периферийными устройствами.

Однако микропроцессор не может работать без дополнительных устройств, в число которых, например, входят:

• оперативная память (ОЗУ);
• постоянная память (ПЗУ);
• порты ввода/вывода;
• таймер.

С целью обмена информацией между входящими в комплект микросхемами создается еще и интерфейс, или системная шина.

Основные характеристики микропроцессора — это:

• тактовая частота работы;
• разрядность шины адреса/данных;
• объем памяти, к которой он может адресоваться;
• система команд.

В отличие от микропроцессора все необходимые для проведения операций компоненты размещены в самой микросхеме. Не интегрированными остаются источник электропитания, кварцевый резонатор, необходимый для создания тактовой частоты, цепь сброса в исходное состояние — их трудно совместить на одном кристалле. Таким образом пропадает необходимость в создании внешнего интерфейса.

Как и микропроцессор, микроконтроллер работает под управлением программы и обладает следующими преимуществами:

• невысокая цена;
• его применение уменьшает трудоемкость работы разработчика прибора;
• экономия электроэнергии и занимаемого места.

Однако платой за все эти достоинства является низкая производительность, а также неспособность выполнять сложные функции.

К основным характеристикам этого типа чипов можно отнести:

• емкость памяти — регистровой, ОЗУ, ПЗУ;
• тактовую чистоту;
• разрядность регистров, адресной шины, шины данных;
• количество выполняемых команд;
• состав периферийных устройств.

Далее рассмотрим, где применяются эти компоненты.

Современный микроконтроллер обладает высокой вычислительной мощностью, дающей возможность создать на одном чипе самодостаточное и полнофункциональное устройство, обладающее невысоким энергопотреблением и размерами. Поэтому он используется при изготовлении самых различных приборов и входящих в их состав узлов, например, таких как:

• компьютерные платы;
• контроллеры приводов;
• калькуляторы;
• стиральные и посудомоечные машины;
• домашние роботы;
• блоки управления станками.

Практически любое современное устройство, работающее в соответствии с определенным алгоритмом, содержит в себе хотя бы один контроллер.

Сегодня системы, построенные на основе микропроцессоров, являются незаменимым и эффективным средством решения различных проблем, связанных со сбором и преобразованием информации, автоматическим управлением, получением и преобразованием различных видов энергии.

Таким образом, микроконтроллеру отдается предпочтение в случае использования относительно простых алгоритмов работы, ограниченности места для размещения устройства управления, важности низкого энергопотребления. Микропроцессоры незаменимы при решении сложных задач, которые требуют большого объема памяти и высокой скорости обработки информации.