X2A1200對于微控制器性能的要求很低，價格是主要的考慮因素。在這樣的情況下，制造商開始設(shè)計專用的微控制器芯片——一種專為成本低、體積小且功耗低設(shè)計的嵌入式中央處理器。Motorola 6811和Intel 8051都是這種芯片的成功典范。另外還有Microchip公司生產(chǎn)的名為“PIC 微控制器”的系列控制器，也非常受歡迎。從今天的標(biāo)準(zhǔn)來看，這些中央處理器簡易得令人難以置信;但是大批量購買的價格非常低廉，而且往往只需一片就可以滿足產(chǎn)品設(shè)計者的需要。

7400系列TTL(晶體管邏輯電路)元件，要實現(xiàn)一個簡單的裝置通常需要很多門電路。 在數(shù)字時鐘部分，我們所設(shè)計的時鐘可能需要15到20片芯片。微控制器的主要優(yōu)勢之一就在于，軟件(你編寫并在控制器上執(zhí)行的那個小程序)可以取代許多門電路。因此，本文中我們將用微控制器制作一臺數(shù)字時鐘。 這將是一臺非常昂貴的數(shù)字時鐘(近200美元!)，但是在這一過程中，你將積累下今后幾年使用微控制器需要的各種知識。即使并不實際動手制作這樣一個數(shù)字時鐘，閱讀相關(guān)內(nèi)容就能讓你獲益良多。

微控制器是將微型計算機的主要部分集成在一個芯片上的單芯片微型計算機。微控制器誕生于20世紀(jì)70年代中期，經(jīng)過20多年的發(fā)展，其成本越來越低，而性能越來越強大，這使其應(yīng)用已經(jīng)無處不在，遍及各個領(lǐng)域。例如電機控制、條碼閱讀器/掃描器、消費類電子、游戲設(shè)備、電話、HVAC、樓宇安全與門禁控制、工業(yè)控制與自動化和白色家電(洗衣機、微波爐)等。

微控制器(Microcontroller Unit，即MCU)可從不同方面進行分類：根據(jù)數(shù)據(jù)總線寬度可分為8位、16位和32位機;根據(jù)存儲器結(jié)構(gòu)可分為Harvard結(jié)構(gòu)和Von Neumann結(jié)構(gòu);根據(jù)內(nèi)嵌程序存儲器的類別可分為OTP、掩膜、EPROM/EEPROM和閃存Flash;根據(jù)指令結(jié)構(gòu)又可分為CISC(Complex InstrucTIon Set Computer)和RISC(Reduced InstrucTIon Set Computer)微控制器。

低端微控制器芯片中約有1000字節(jié)的只讀存儲器和20字節(jié)的隨機存取存儲器，有8個輸入輸出引腳。大批量生產(chǎn)這種芯片，單位成本不過幾美分。當(dāng)然，你也不能指望在這種芯片上運行像Microsoft Word這樣的程序——因為 Microsoft Word需要約30兆字節(jié)的隨機存取存儲空間和每秒可執(zhí)行幾百萬條指令的處理器。不過控制一臺微波爐可不需要Microsoft Word這么復(fù)雜的程序。你要使用微控制器完成的是一個具體的任務(wù)，而且低成本、低功耗運行才是最重要的。

傳感器節(jié)點是一種非常小型的計算機，一般由以下幾部分組成：

處理器和內(nèi)存(一般能力都比較有限)。

各類傳感器(溫度、濕度、聲音、加速度、全球定位等)。

通訊設(shè)備(一般是無線電收發(fā)器或光學(xué)通信設(shè)備)。

電池(一般是干電池，也有使用太陽能電池的)。

其他設(shè)備，包括各種特定用途的芯片，串行并行接口等(USB，RS232)。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的基站的作用是從各個傳感器節(jié)點收集數(shù)據(jù)，集中處理然后提交給用戶。因此，基站一般有更強的數(shù)據(jù)處理和通訊能力以及更持久的電力。

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