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單晶片設計與應用, unnamed, 220px-Microcontrollers_Atmega32_Atmega8 - Coggle Diagram
單晶片設計與應用
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定義與特性
絕大多數現在的單晶片都是基於馮·紐曼結構的，這種結構清楚地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資源進行通信的輸入/輸出埠——所有這些都被整合在單個積體電路晶片上。
說單晶片與通用型中央處理單元晶片不同，是因為前者一般很容易配合最小型的外部支援晶片製成工作電腦。這樣就可以很容易的把單晶片系統植入裝置內部來控制裝置了。近年來為了在指令和資料上使用不同的字寬，並提高處理器線速度，哈佛結構在微控制器（Microcontrollers）和數位訊號處理器也逐漸得到了廣泛的應用。
傳統的微處理器是不允許這麼做的。它要完成單晶片的工作，就必須連接一些其他晶片。比如說，因為晶片上沒有資料記憶體，就必須要添加一些RAM的儲存晶片，雖然所添加記憶體的容量很靈活，但是至少還是要添加。另外還需要添加很多連線來傳遞晶片之間的資料。與以上的情況相比，單晶片的工作則相對獨立，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（或者EPROM, E2PROM）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入輸出裝置，例如類比數字轉換器、定時器、序列埠，以及其他串行通訊介面，比如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通過特殊的指令來操作。
單晶片位元數
根據匯流排或資料暫存器的寬度，單晶片又分為4位元、8位元、16位元和32位元單晶片。4位元單晶片多用於冰箱、洗衣機、微波爐等家電控制中；8位元、16位元單晶片主要用於一般的控制領域，一般不使用作業系統；32位元用於網路操作、多媒體處理等複雜處理的場合，一般要使用嵌入式作業系統。
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介紹
單晶片，全稱單晶片微電腦（英語：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）和節約成本。它的最大優點是體積小，可放在儀表內部，但儲存量小，輸入輸出介面簡單，功能較低。由於其發展非常迅速，舊的單晶片的定義已不能滿足，所以在很多應用場合被稱為範圍更廣的微控制器
CPU中央處理器 （英語：Central Processing Unit，縮寫：CPU）是電腦的主要裝置之一，功能主要是解釋電腦指令以及處理電腦軟體中的資料。電腦的可程式化性主要是指對中央處理器的編程。
記憶體可以指
隨機存取存儲器（RAM），在港澳和台灣稱為「記憶體」，「主記憶體」或「RAM」，在中國大陸稱為「內存」，「主內存」或「RAM」。RAM的大小直接決定了一部電腦性能的高低；又名隨機存取記憶體和暫存記憶體。
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微控制器(Microcontroller)簡稱MCU，也稱單晶片控制器(Single Chip Microcontroller)或單晶片電腦(Single Chip Microcomputer) 。單晶片微電腦是將構成一部微電腦系統所需的元件，如CPU中央處理單元、記憶單元、輸出入單元及相關周邊裝(如計時器/計數器、中斷控制器等)製造在單一晶片上。
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