这样的区别主要集中在硬件结构、应用领域和指令集特点3个方面：1）硬件结构微处理器是一个单芯片CPU，而微控制器则在一块集成电路芯片中集成了CPU和其他电路，构成了一个完整的微型计算机系统。图1-6实线框中所示是大多数微控制器的完整结构。不仅CPU，微控制器还包括RAM、ROM、一个串行插口、一个并行插口，计时器和中断调度电路。那些都集成在一块集成电路上。其实片上RAM的容量比普通微型计算机系统还要小，而且这并未限制微控制器的使用。在前面可以了解到，微控制器的应用范围十分广泛。微控制器的一个重要的特点是内建的中断系统。作为面向控制的设备，微控制器常常要实时响应外界的激励（中断）。微控制器必须执行快速上下文切换，挂起一个进程去执行另一个进程以响应一个“事件”。诸如，打开微波炉的门就是一个风波，在基于微控制器的产品中这个风波将触发一个中断。微处理器也能拥有强悍的中断功能，并且一般须要外部器件的配合，而微控制器在片上集成了所有处理中断必需的电路。2）应用领域微处理器一般作为微型计算机系统中的CPU使用。其设计正是针对这样的应用，这也是微处理器的优势所在。但是，微控制器一般用于面向控制的应用。其系统设计追求大型化，尽可能减少元元件数目。
在过去，这种应用一般须要用数十个甚至数百个数字集成电路来实现。使用微控制器可以减少元元件的使用数目，只需一个微控制器、少量的外部器件和储存在ROM中的控制程序就能否实现同样的功能。微控制器适用于这些以很少的器件实现对输入/输出设备进行控制的场合，而微处理器适用于计算机系统中进行信息处理。3）指令集特点因为应用场合不同，微控制器和微处理器的指令集也有所不同。微处理器的指令集提高了处理功能，使其拥有强悍的轮询模式和易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，甚至双字进行操作。通过使用地址表针和地址偏斜，微处理器提供了可以访问大批数据的轮询模式。自增和自减模式促使以字节、字或双字为单位访问数据显得十分容易。另外，微处理器还具有其他的特征，如用户程序中难以使用特权指令等。微控制器的指令集适用于输入/输出控制。许多输入/输出的插口是单/位的。诸如，电磁铁控制着电机的开关微处理器与外设大学教程，而电磁铁由一个1位的输出端口控制。微控制器具有设置和消除单位的指令，也能执行其他面向位的操作，如对“位”进行逻辑与、或和异或的运算，按照标志位跳转等。极少有微处理器具备这种强悍的位操作能力，由于设计者在设计微处理器时，仅考虑以字节或更大的单位来操作数据。
在对设备的控制和监视方面（可能是通过一个1位的插口），微控制器具有专门的内部电路和指令用于输入/输出、计时和外部中断的优先权分配。微处理器通常须要配合附加的电路（串行插口芯片、中断控制器、定时器等）能够执行相同的任务。不过，单纯就处理能力而言，微控制器永远达不到微处理器的水平（在其他条件相同的情况下），由于微控制器芯片中的集成电路的很大一部份用于实现其他的片上功能，代价就是牺牲掉一部份处理能力。因为微控制器芯片上的资源十分紧张微处理器与外设大学教程，它的指令必须十分精简，大部份指令的宽度都短于1个字节。控制程序的设计原则一般是要求程序才能放入片上的ROM，由于虽然只降低1片外部ROM也将明显提升产品的硬件成本。微控制器指令集的基本特征就是具有精简的编码方案。
