嵌入式系统/微处理器简介

要高效地编写嵌入式系统，并可靠地运行它，工程师需要了解很多系统架构的细节。

这一节我们将涉及几种常见的、基本的微处理器架构。这些知识可能并不适用于所有的嵌入式计算机，还有一部分同样适用于通用计算机。这本教科书仅仅涉及了一些基本概念，因为市场上的微处理器和嵌入式计算机成千上万，日新月异。工程师的责任之一便是评估特定目标系统的能力和限制，选择最适合的微处理器。

随着人们不断地将更多地二极管集成到一块单一的芯片上，原来属于外围逻辑电路的部分被不断加入到同一块芯片中，这便是CPU的由来。通常，微处理器和CPU所指的范畴是相同的，而微控制器则是将包含微控制器、存储器、输入和输出在内的整个嵌入式系统集成在一个芯片中。

微控制器包含以下几部分：

• CPU
• I/O端口
• RAM 用以缓存数据，掉电丢失。
• ROM 存储程序和数据，掉电保存。有ROM、PROM、EPROM、EEPROM、Flash等类型。
• 计时器/计数器
• 串口
• AD转换和DA转换 用以将数字信号和模拟信号互相转换

最初的微控制器只包含CPU和I/O端口；现代微控制器的特征是加入了RAM缓存，从而不必依赖外部RAM；当微处理器集成了CPU、I/O、RAM、ROM，整个系统的成本都会降低，这主要归功于节约了地址端口。同时，高度集成的微控制器也更容易进行开发，而不必设计复杂的电路，微控制器高度可扩展。由于厂商不断提高，微控制器的功耗和成本都大幅降低，稳定性也更好。

CPU

CPU是英语“Central Processing Unit/中央处理器”的缩写，CPU一般由逻辑运算单元、控制单元和存储单元组成。

I/O

输入/输出口

计时器/计数器

嵌入式系统的微控制器内部都会有定时器/计数器。定时器的时间设定是依照晶振的震荡周期进行计算得知。