微操控器是将微型计算机的首要部分集成在一个芯片上的单芯片微型计算机。微操控器诞生于20世纪70年代中期，经过20多年的开展，其本钱越来越低，而功用越来越强壮，这使其运用现已无处不在，广泛各个范畴。例如电机操控、条码阅读器/扫描器、消费类电子、游戏设备、电话、HVAC、楼宇安全与门禁操控、工业操控与自动化和白色家电(洗衣机、微波炉)等。
微操控器的效果
在工业运用中，微操控器的效果是操控和协调整个设备的动作，一般需求程序计数器(PC)、指令寄存器(IR)、指令译码器(ID)、守时与操控电路，以及脉冲源、中止等共同完结。
依据操控器在工作中发挥的效果来看，微操控器首要有以下几种：
1、 指令操控器
指令操控器是操控器中适当重要的部分，它要完结取指令、剖析指令等操作，然后交给履行单元(ALU或FPU)来履行，一起还要构成下一条指令的地址。
2、 时序操控器
时序操控器的效果是为每条指令按时刻次序供给操控信号。时序操控器包含时钟发生器和倍频界说单元，其间时钟发生器由石英晶体振荡器宣布十分安稳的脉冲信号，便是CPU的主频;而倍频界说单元则界说了CPU主频是存储器频率(总线频率)的几倍。
3、 总线操控器
总线操控器首要用于操控CPU的内外部总线，包含地址总线、数据总线、操控总线等等。
4、中止操控器
中止操控器用于操控各式各样的中止请求，并依据优先级的凹凸对中止请求进行排队，逐一交给CPU处理 操控器的根本功用 设备操控器的根本功用
现在就为操控范畴来看，首要有以下几种功用：
1、数据缓冲
缓冲器常常内置在操控器中，在输出时，缓冲器常用来暂存由主机高速传来的数据，然后才以I/O设备所具有的速率将缓冲器中的数据传送给I/O设备;在输入时，缓冲器则用于暂存从I/O设备送来的数据，待接纳到一批数据后，再将缓冲器中的数据高速地传送给主机。
2、过失操控
设备操控器还兼管对由I/O设备传送来的数据进行过失检测。若发现传送中呈现了过错，一般是将过失检测码置位，并向 CPU陈述，所以CPU将本次传送来的数据报废，偏重新进行一次传送。这样便可确保数据输入的正确性。
3、数据交换
这是指完成CPU与操控器之间、操控器与设备之间的数据交换。关于前者，是经过数据总线，由CPU并行地把数据写入操控器，或从操控器中并行地读出数据;关于后者，是设备将数据输入到操控器，或从操控器传送给设备。为此，在操控器中须设置数据寄存器。
4、标识和陈述设备的状况
操控器应记下设备的状况供CPU了解。例如，仅当该设备处于发送安排妥当状况时，CPU才干发动操控器从设备中读出数据。为此，在操控器中应设置一状况寄存器，用其间的每一位来反映设备的某一种状况。当CPU将该寄存器的内容读入后，便可了解该设备的状况。
5、接纳和辨认指令
CPU可以向操控器发送多种不同的指令，设备操控器应能接纳并辨认这些指令。为此，在操控器中应具有相应的操控寄存器，用来寄存接纳的指令和参数，并对所接纳的指令进行译码。例如，磁盘操控器可以接纳 CPU发来的Read、Write、Format等15条不同的指令，并且有些指令还带有参数;相应地，在磁盘操控器中有多个寄存器和指令译码器等。
6、地址辨认
就像内存中的每一个单元都有一个地址相同，体系中的每一个设备也都有一个地址，而设备操控器又有必要可以辨认它所操控的每个设备的地址。此外，为使CPU能向(或从)寄存器中写入(或读出)数据，这些寄存器都应具有仅有的地址。例如，在IB-MPC机中规则，硬盘操控器中各寄存器的地址分别为320～32F之一。操控器应能正确辨认这些地址，为此，在操控器中应装备地址译码器。
微处理器和微操控器的差异
这样的差异首要会集在硬件结构、运用范畴和指令集特征3个方面：
1)硬件结构
微处理器是一个单芯片CPU，而微操控器则在一块集成电路芯片中集成了CPU和其他电路，构成了一个完好的微型计算机体系。图1-6虚线框中所示是大多数微操控器的完好结构。除了CPU，微操控器还包含RAM、ROM、一个串行接口、一个并行接口，计时器和中止调度电路。这些都集成在一块集成电路上。尽管片上RAM的容量比一般微型计算机体系还要小，可是这并未约束微操控器的运用。在后面可以了解到，微操控器的运用规模十分广泛。
微操控器的一个重要的特征是内建的中止体系。作为面向操控的设备，微操控器常常要实时呼应外界的鼓励(中止)。微操控器有必要履行快速上下文切换，挂起一个进程去履行另一个进程以呼应一个“事情”。例如，翻开微波炉的门便是一个事情，在依据微操控器的产品中这个事情将触发一个中止。微处理器也能具有强壮的中止功用，可是一般需求外部元件的合作，而微操控器在片上集成了一切处理中止必需的电路。
2)运用范畴
微处理器一般作为微型计算机体系中的CPU运用。其规划正是针对这样的运用，这也是微处理器的优势地点。但是，微操控器一般用于面向操控的运用。其体系规划寻求小型化，尽可能削减元器件数量。在曩昔，这些运用一般需求用数十个乃至数百个数字集成电路来完成。运用微操控器可以削减%&&&&&%的运用数量，只需一个微操控器、少数的外部元件和存储在ROM中的操控程序就可以完成相同的功用。微操控器适用于那些以很少的元件完成对输入/输出设备进行操控的场合，而微处理器适用于计算机体系中进行信息处理。
3)指令集特征
由于运用场合不同，微操控器和微处理器的指令集也有所不同。微处理器的指令集增强了处理功用，使其具有强壮的寻址形式和适于操作大规模数据的指令。微处理器的指令可以对半字节、字节、字，乃至双字进行操作。经过运用地址指针和地址偏移，微处理器供给了可以拜访大批数据的寻址形式。自增和自减形式使得以字节、字或双字为单位拜访数据变得十分简单。别的，微处理器还具有其他的特色，如用户程序中无法运用特权指 令等。
微操控器的指令集适用于输入/输出操控。许多输入/输出的接口是单/位的。例如，电磁铁操控着马达的开关，而电磁铁由一个1位的输出端口操控。微操控器具有设置和铲除单位的指令，也能履行其他面向位的操作，如对“位”进行逻辑与、或和异或的运算，依据标志位跳转等。很少有微处理器具有这些强壮的位操作才能，由于规划者在规划微处理器时，仅考虑以字节或更大的单位来操作数据。
在对设备的操控和监督方面(可能是经过一个1位的接口)，微操控器具有专门的内部电路和指令用于输入/输出、计时和外部中止的优先权分配。微处理器一般需求合作附加的电路(串行接口芯片、中止操控器、守时器等)才干履行相同的使命。不过，单纯就处理才能而言，微操控器永久达不到微处理器的水平(在其他条件相同的情况下)，由于微操控器芯片中的%&&&&&%的很大一部分用于完成其他的片上功用，价值便是牺牲掉一部分处理才能。
由于微操控器芯片上的资源十分严重，它的指令有必要十分精简，大部分指令的长度都短于1个字节。操控程序的规划准则一般是要求程序可以装入片上的ROM，由于即便只添加1片外部ROM也将明显进步产品的硬件本钱。微操控器指令集的根本特色便是具有精简的编码方案。微处理器不具有这样的特色，由于它们强壮的寻址形式使得指令编码不行简练。
