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

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？

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。

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。