現(xiàn)在，在電子產(chǎn)品中，MCU這個(gè)詞有著非常不同的含義。MCU是微控制器英文microcontroller uint的縮寫(xiě)，在嵌入式系統(tǒng)中，MCU是構(gòu)成電路的核心部件。

一、什么是MCU？

MCU是一種智能半導(dǎo)體IC，由處理器單元、內(nèi)存模塊、通信接口和外設(shè)組成。MCU廣泛應(yīng)用于各種應(yīng)用，包括洗衣機(jī)、機(jī)器人、無(wú)人機(jī)、無(wú)線電和游戲控制器。

MCU的歷史可以追溯到MOSFET技術(shù)的發(fā)明。在早期，MCU是一種原始半導(dǎo)體IC，具有處理器單元和內(nèi)存模塊。一般來(lái)說(shuō)，MCU大多基于哈佛體系結(jié)構(gòu)。

數(shù)十年來(lái)，英特爾、摩托羅拉、微芯片和艾特梅爾等制造商，開(kāi)發(fā)的大多數(shù)MCU都是具有專(zhuān)有架構(gòu)的8位MCU。其他是基于ARM的MCU，其中ARM架構(gòu)已授權(quán)給制造商，目前主導(dǎo)著32位MCU市場(chǎng)。

二、MCU如何工作？

雖然MCU有一個(gè)處理器單元，但它不僅僅是對(duì)二進(jìn)制值執(zhí)行算術(shù)操作，MCU的真正價(jià)值在于它能夠與物理世界及其內(nèi)置的通信和外圍設(shè)備進(jìn)行接口。

從技術(shù)上講，MCU通過(guò)執(zhí)行存儲(chǔ)在其非揮發(fā)性?xún)?nèi)存模塊中的程序說(shuō)明來(lái)發(fā)揮作用。MCU過(guò)去是基于ROM的，因此刪除程序數(shù)據(jù)在過(guò)去很困難。當(dāng)閃存技術(shù)徹底改變半導(dǎo)體技術(shù)時(shí)，MCU開(kāi)始將程序指令存儲(chǔ)在內(nèi)置FLASH中。

大多數(shù)現(xiàn)代MCU使用RISC（減少指令集計(jì)算機(jī)）指令架構(gòu)進(jìn)行基本指令處理。與前身CISC相比，RISC提供的指令執(zhí)行周期更短。要為MCU開(kāi)發(fā)程序，嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員需要使用匯編語(yǔ)言或C語(yǔ)言進(jìn)行編程。然后，完成的程序?qū)⒓虞d到MCU中，并使用編程工具。

通電后，MCU將開(kāi)始執(zhí)行加載為程序數(shù)據(jù)的指令。它充分利用RAM存儲(chǔ)程序所指示的運(yùn)行時(shí)間變量，如上面所述，MCU可以當(dāng)做是與物理世界的接口。在最簡(jiǎn)單的程序中，MCU將處理輸入并根據(jù)其編程的邏輯驅(qū)動(dòng)輸出，以到需要控制的效果。

例如，溫度顯示控制器將溫度傳感器和LCD顯示屏與MCU連接。MCU將將溫度值作為模擬輸入進(jìn)行采樣，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字值。然后，通過(guò)向LCD發(fā)送正確的命令邏輯來(lái)顯示數(shù)字值。

三、在設(shè)計(jì)之前挑選合適的MCU？

在項(xiàng)目開(kāi)始之前，最重要的是要非常仔細(xì)地為您的設(shè)計(jì)選擇MCU。對(duì)工程師來(lái)講，選擇錯(cuò)誤的MCU會(huì)導(dǎo)致非常痛苦的設(shè)計(jì)體驗(yàn)。所以在選擇MCU時(shí)，有許多因素需要權(quán)衡。

首先，需要考慮應(yīng)用程序的復(fù)雜性。如果設(shè)計(jì)涉及簡(jiǎn)單的定時(shí)器激活輸出，則使用1kB FLASH和I/O單個(gè)端口的簡(jiǎn)單微控制器就足夠了。但是，如果設(shè)計(jì)涉及復(fù)雜的邏輯，如基于WIFI的面部識(shí)別設(shè)備，則需要32位高端MCU。

復(fù)雜的設(shè)備通常需要更大的程序內(nèi)存。除此之外，您還需要列出設(shè)備的外設(shè)和通信要求。某些應(yīng)用中可能還需要內(nèi)部功能，如ADC、電源管理模塊和引導(dǎo)加載器。