微型處理器與微型控制器之間有何區別？

微處理器和微控制器是為個人電腦和電子裝置提供智慧的集中式電腦晶片。它們採用半導體積體電路建立，並共用某些內部零件。 

積體電路

微處理器和微控制器都是建立在積體電路上的半導體元件。積體電路是非常小的方形或矩形晶片，其中包含數千甚至數百萬個電子元件。積體電路讓工程師得以減小電子電路的尺寸。

CPU

微處理器和微控制器都有一個 CPU。CPU 是電腦晶片的集中化零件，用於處理由應用程式或韌體提供的指令。該 CPU 還具有特殊的算術邏輯單元 (ALU) 模組。ALU 會計算數學值，並根據電腦指令評估邏輯問題。 

暫存器

暫存器是 CPU 用於處理的記憶體模組。CPU 在處理指令或二進位資料之前、期間和之後，都會暫時儲存這些指令或資料。微處理器和微控制器都有內部暫存器，不過微控制器的暫存器通常比微控制器多。

微處理器支援個人電腦和企業伺服器中多功能的運算操作。同時，微控制器允許嵌入式系統即時分析和回應輸入。

工程師開發具有微處理器和微控制器的系統時，他們會注意到這樣的差異。

時脈速度

微處理器為各種應用程式提供高速且強大的運算能力。現代電腦處理器操作時脈範圍達到吉赫 (GHz)。這讓電腦系統能進行複雜的數學運算並迅速傳回結果。 

雖然微控制器的速度在幾十年來有所提升，但遠遠不及微處理器的處理速度。視其用途而定，微控制器的時脈速度範圍從千赫 (kHz) 到數百兆赫 (MHz)。儘管時脈範圍較低，微控制器仍能在其專用應用範圍內以最佳方式運作。

電路尺寸

微處理器無法自行操作。微處理器依賴外部零件，如通訊晶片、I/O 連接埠、RAM 及 ROM 來形成完整運算系統。因此，基於微處理器的電路由連接許多週邊裝置和記憶體晶片的地址和資料匯流排組成。即使在印刷電路板 (PCB) 技術的進步下，微處理器系統仍需要相當大的空間。

但是，微控制器電路較簡單，而能提供節省空間的設計。大多數微處理器系統所需的其他元件都可以在同一顆晶片上輕易獲得。工程師在設計電子裝置時使用單顆微控制器，而不是使用單獨分離的元件。這樣做能在電子電路板上提供更多空間，讓工程師能製造出更不佔空間的系統。 

功耗

微處理器通常運作速度比微控制器快，並消耗更多電力，因此需要外部電源。同樣地，採用微處理器單元的運算系統因為有大量附加元件，所以總功耗較高。 

同時，微控制器經設計成以最低功耗高效運作。此外，大多數微控制器具有省電功能，而微處理器則不具備省電功能。

例如，微控制器可以啟動省電模式，並在不處理資料時消耗有限的電力。微控制器也可以關閉未使用的內部週邊裝置以節省電力。這讓微控制器很適合用於建置以儲存電源執行的專用低功耗應用。

作業系統

在實際應用中，微處理器需要作業系統來提供適當功能。若無作業系統，使用者必須以組合語言或二進制語言指示微處理器。

同時，微控制器不需要作業系統即可執行。然而，有些特定的作業系統有助於中高階微控制器更有效率地運作。 

連線

微處理器處理比微控制器更多樣的通訊技術。例如，微處理器能在沒有輔助處理器的情況下處理高速 USB 3.0 或 Gigabit 乙太網路資料。

然而，大多數微控制器需要專用處理器才能處理高速資料連線。 

成本

微處理器積體電路僅包含中央處理器 (CPU)、算術邏輯單元 (ALU) 和暫存器，因此能降低每單位的製造成本。同時，單個微控制器具有更複雜的內部架構，並且通常比微處理器更昂貴。

但是，基於微處理器的系統更昂貴，因其需要額外元件。相較之下，微控制器對於其所選應用程式是自給自足的。

微控制器需要更少的附加元件，因此基於微控制器的系統更便宜。例如，具有微控制器的空調電路板的成本低於具有微處理器的電腦主機板。 

	微處理器	微控制器
記憶體	需要外部記憶體和資料儲存。	片上記憶體模組 (ROM、RAM)。
週邊裝置	需要額外零件。連接外部匯流排。	片上週邊裝置 (計時器、I/O 連接埠、訊號轉換器)。
運算能力	能夠執行複雜運算任務。	僅限於特定應用程式邏輯。
時脈速度	非常快。GHz 範圍。	速度快，但比微處理器慢。kHz 到 MHz 範圍。
功耗	高功耗。無節能模式。	低功耗。內建節能模式。
作業系統	需要作業系統。	某些微控制器可選擇作業系統。
連線	處理高速資料傳輸。支援 USB 3.0 和 Gigabit 乙太網路。	支援中低速通訊。序列週邊介面 (SPI) 與 I²C。通用非同步收發器 (UART)。
費用	由於需要額外組件，因此價格昂貴。	更便宜，因為單顆積體電路提供多種功能。
使用案例	適用於一般運算，或需要強大運算能力的系統。	適用於小型系統、電池供電或邏輯處理裝置。