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单片机和计算机特点,什么是单片机,与电脑比较有什么优缺点

时间:03-16来源:作者:点击数:

在平时我们使用的IT设备都是电脑,大家用电脑来上网,购物,聊天等。但是我们经常可以听到单片机的说法。那么什么又是单片机,和普通电脑又有什么不同呢?

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单片机

大家都知道,普通电脑一般是由CPU,内存,硬盘(也就是存储设备),显示器,键盘,鼠标,网卡(这些都属于输入输出设备)组成。我们通过键盘和鼠标来操作电脑,然后CPU把程序从硬盘读入到内存中,再在内存中执行读入的程序。我们需要上网冲浪的时候,则通过网络设备(如网卡,WIFI设备等)连接到互联网与其他服务器通讯来获取我们需要的数据。老师需要制作课件的时候,则通过扫描仪,相机等外设获取到图像文件,再通过USB接口传入到电脑中来处理。我们爱好游戏的朋友从网络上下载安装最新的游戏,然后通过投影仪或者大屏幕来玩耍游戏……等等各种应用和操作都可以在电脑上完成,所以这样一来普通的电脑功能非常强大。

但是在很多应用场景里面,我们只需要一个很简单的系统,来完成一些非常简单的功能,如:感应水塔里面的水是否满了,如果满了就发送一条短信给我们的手机;如果温度太高就启动风扇,温度降低了就停止风扇;每天天黑了打开路灯,天亮了关闭路灯;共享单车的锁接收到了扫码服务器的信号就开锁,锁关闭了就发送信息给服务器告知锁关闭了……等等。在这些场景下,我们一般就使用到单片机来搭建这些简单的系统了。

组简单来说,单片机就是单颗芯片上集成了CPU,内存,存储和输入输出等所有功能的处理器。这样一来组成的系统对比普通电脑来说具有以下的优点:

1. 低成本。普通单片机如51系列,PIC系列,一个处理器的价格只有几毛钱,整个系统的硬件成本才几十元,十几元甚至几元钱。而普通电脑一个普通的CPU就要上百元,整套安装下来就要上千元。比如上面例子中的路灯控制系统一般需要部署数百到数千套(一条普通的公路平均每50米就得安装一个路灯)。这样对于需要大量部署的系统来说可以大大减少费用;

2. 体积小。由于单片机集成了所有的必备功能,相当于一台微型电脑,整个系统的体积包括电路板一般只有半台手机大小,可以非常方便地安装到各种对体积有要求的设备中。而我们普通的小型笔记本电脑都有个13寸,更本无法放入到一些体积非常狭小的设备中;

3. 功耗低。一般单片机的主频(也就是运行的速度)在1Mhz-20Mhz,各种功能都已经集成在芯片内部了,所以也不需要显卡,鼠标键盘等外设,功耗一般在几毫瓦到几百毫瓦。而现代普通的电脑的CPU一般主频起步都是1Ghz以上(1Ghz=1024Mhz),功耗至少在几十瓦(1瓦特=1000毫瓦),即使待机时间长的笔记本电脑(如苹果笔记本电脑)都不会超过10多个小时。而普通单片机组成的系统,使用电池待机都是以数月计算的(如共享单车),这样对于很多有能耗的场景也是非常适用;

4. 无病毒。普通电脑都是从网络下载或者使用优盘复制等安装程序的,很容易感染各种木马和病毒,造成需要经常重装系统。而单片机内的程序都是专用的,也只能通过专用的下载线下载安装,里面的系统也是专用的。这样病毒就失去了感染或者破坏的能力。

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单片机专用下载线

以上说了单片机的4大有点,当然对比普通电脑来说也还是有很多缺点:

1. 低性能。由于单片机体积小,对应的处理能力也就偏弱,存储空间也小。在我们看来手机都可以轻松播放音乐的功能,对很多单片机来说都是大大超出了它的处理能力;

2. 低扩充性。同上面所说的,单片机里面的软件和硬件都是定制的,所以如果要修改功能,就必须使用对应专用的工具去编写软件,再下载更新,这和普通电脑可以随意下载游戏,程序截然不同。

综合以上所说,单片机虽然有些性能和扩充新的缺点,但是对于需要大量部署,低成本,低功耗的专用场景是非常合适的。

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