嵌入式处理器的特点及应用
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2013-04-27
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嵌入式处理器的特点及应用
嵌入式处理器是嵌入式系统的核心，是控制、辅助系统运行的硬件单元。
范围极其广阔，从最初的 4 位处理器，目前仍在大规模应用的 8 位单片机，到
最新的受到广泛青睐的 32 位，64 位嵌入式 CPU。根据所学过的嵌入式处理器
可以分成下面几类：
嵌入式微处理器
嵌入式微处理器是由通用计算机中的 CPU 演变而来的。它的特征是具有
32 位以上的处理器，具有较高的性能，当然其价格也相应较高。但与计算机处
理器不同的是，在实际嵌入式应用中，只保留和嵌入式应用紧密相关的功能硬
件，去除其他的冗余功能部分，这样就以最低的功耗和资源实现嵌入式应用的
特殊要求。和工业控制计算机相比，嵌入式微处理器具有体积小、重量轻、成
本低、可靠性高的优点。
中央处理器（cpu）又称为微处理器,与传统的中央处理器相比，具有体积
小、重量轻和容易模块化等优点，其中 80 86cpu 为其中的重要代表。微处理
器的基本组成部分有：寄存器堆、运算器、时序控制电路，以及数据和地址总
线。微处理器能完成取指令、执行指令，以及与外界存储器和逻辑部件交换信
息等操作，是微型计算机的运算控制部分。它可与存储器和外围电路芯片组成
微型计算机。
由于制造工艺的原因，微处理器的结构受到几个方面的限制：
1、 引脚数限制：出于对工艺技术和生产成本的限制，微处理器引脚一
般在 40~64 脚（8086~80286）之间。
2、 芯片面积限制：由于工艺上的问题，增大芯片面积会使产品合格率
下降，反而使成本昂贵。
3、 器件速度限制：目前为处理器采用 MOS 工艺，可以提高集成度，降
低功耗，但器件速度较慢，负载能力较弱。
今天，微处理器已经无处不在，无论是录像机、智能洗衣机、移动电话等
家电产品，还是汽车引擎控制，以及数控机床、导弹精确制导等都要嵌入各类
不同的微处理器。微处理器不仅是微型计算机的核心部件，也是各种数字化智
能设备的关键部件。国际上的超高速巨型计算机、大型计算机等高端计算系统
也都采用大量的通用高性能微处理器建造。1978 年，Intel 公司率先推出 16
位微处理器 8086，同时，为了方便原来的 8 位机用户，Intel 公司又提出了一
种准 16 位微处理器 8088。16 位微处理器比 8 位微处理器有更大的寻址空间、
更强的运算能力、更快的处理速度和更完善的指令系统。所以，16 位微处理器
已能够替代部分小型机的功能，特别在单任务、单用户的系统中，8086 等 16
位微处理器更是得到了广泛的应用。
嵌入式微控制器
嵌入式微控制器的典型代表是单片机，从 70 年代末单片机出现到今天，虽
然已经经过了 20 多年的历史，但这种 8 位的电子器件目前在嵌入式设备中仍
然有着极其广泛的应用。Intel 公司推出的 MCS-51 系列单片机以其典型的结
构、完善的总线、特殊功能寄存器的集中管理方式、位操作系统和面向控制的
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