【單晶片】單晶片/微控制器/MCU 是什麼?

Document 單晶片也稱做微控制器(MicroController Unit/MCU),這個聽起來很厲害的東西我想很多人都有聽過,但是應該也很多人不知道這是什麼。其實這個東西在生活上也真的們什麼機會用到,當然如果你是電學相關科系的人,那你可能不想再去碰這個東西了XD

微控制器有個微字其實大家應該就可以嗅出一些端倪,簡單的講,他就是把一個應該很大的東西變小,然後可以達到某種程度的功能。 至於是怎麼樣的東西跟功能呢?

先來說說電腦是什麼樣的結構?
一台電腦的最基本組成可以分成四個主要單元:CPU,輸入單元,輸出單元,記憶體。 這幾個主要的結構可以組合出一台電腦。以下針對這些單元稍做說明:

  • CPU:電腦的核心,負責處理電腦的工作與運算。換句話說,CPU會執行程式與加,減,乘,除與比較等等的運算。可說是電腦的主體..
  • 輸入單元(Input):顧名思義是要輸入資料的單元。像是鍵盤滑鼠這些東西
  • 輸出單元(Output):有輸入當然也有輸出。輸出資料的地方我們就稱作輸出單元,就像是像螢幕這類的設備。
  • 記憶體(RAM):存放各種執行中的程式與資料,讓CPU可以在此區工作。所以說是一個工作區的概念,當某個程式要執行的時候,CPU會把資料放到記憶體區,然後可以直接寫入或讀出資料。 (記憶種類很多,一般沒特別說明的話說的都是隨機存取記憶體RAM。其他種類我們暫時先不談)
為何要介紹電腦有哪些單元呢? 因為微控制器就是將上述幾個單元做成一個很小片的晶片讓人可以簡單的使用,把這幾個單元縮小成一個小小的晶片,對於設計電路與功能開發來說可說是省略了巨大的時間與空間成本。當然,能把東西縮得這麼小,就表示他在功能上一定不可能會像一整台電腦一樣可以處理很多事情,或是性能與運算速度會一樣強大。微處理器在設計上會是具有特定的功能的。就像ESP8266這個型號的晶片就是具有wifi功能的微處理器,8051就是為了自動控制而設計的單晶片,Arduinoru則是以微控制器作為核心製作出來的開發工具,所以也很多人把他歸類為MCU的一種。

下面網站有列出一些常見的MCU,大家可以參考看看。
The list of common MCU


<其他補充資訊:>
  • 微控制器的英文是MicroController Unit,縮寫就是MCU。
  • 單晶片的全名是單晶片微電腦(single-chip microcomputer),一般人簡稱單晶片或直接稱微控制器(MCU)。
  • 有些人可能聽過另一個名詞叫微處理機。微處理機與微控制器是有區別的。微處理機單純指的是具有CPU功能的機體電路晶片,並沒有包含I/O或是記憶體。與MCU不要搞混了。

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