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眾所周知,單片機是一塊半導(dǎo)體芯片,可以進行算術(shù)處理并通過I/O和外圍接口控制電路。英銳恩單片開發(fā)工程師介紹,“32位單片機”表示該單片機能夠處理32位值的算術(shù)運算。與8位單片機相比,由于32位單片機具有更寬的數(shù)據(jù)總線,因此執(zhí)行功能所需的指令周期更少。
憑借其更高的性能,通常會構(gòu)建具有更多外圍設(shè)備和內(nèi)存的32位單片機。例如,華大單片機,具有32位定時器、SD/MMC、USB、以太網(wǎng)Mac、CAN和其他外圍設(shè)備,而8位MCU則無法實現(xiàn)。
盡管它們具有強大的性能并具有豐富的外設(shè),但是32位單片機卻是耗電很大的芯片。而且不是每個項目都需要使用32位單片機。首先,它比8位單片機貴。在某些設(shè)計中,使用32位單片機被認為是過大的做法,并給設(shè)計帶來不必要的成本。 32位單片機也不適用于電池供電的電路,例如無線IoT傳感器。即使以最低的時鐘速率運行,它們也會迅速耗盡電池電量。
在以下這幾種情況,就比較適合使用32位單片機:
1.當需要能夠處理大量數(shù)據(jù)處理的單片機時。例如,將指紋與數(shù)萬條記錄進行比較并在一瞬間做出響應(yīng)的生物識別控制器。
2.當需要復(fù)雜的電路時,需要可以處理多個外圍設(shè)備的單片機。在這種情況下,使用32位單片機比在電路中使用幾個邏輯IC更經(jīng)濟。
3.當程序的代碼大小對于8位單片機而言太大時。32位單片機內(nèi)置了更大的閃存。
32位單片機的電路設(shè)計技巧
1.電源供應(yīng)
32位單片機需要干凈穩(wěn)定的電壓。它們通常以3.3V或1.8V電壓運行,這意味著波動空間很小。供電網(wǎng)絡(luò)需要仔細設(shè)計,在模擬和數(shù)字電源軌之間適當隔離。
接地隔離和返回路徑注意事項也同樣重要,以確保單片機的操作不會因不穩(wěn)定的電源電壓而中斷。引入電源走線的噪聲會導(dǎo)致不穩(wěn)定的行為,例如ADC讀數(shù)不正確或?qū)е翸CU隨機復(fù)位。
2.電磁干擾
如果忽略了減少EMI的重要性,很容易弄亂32位單片機設(shè)計。當高速運行時,單片機既可以成為EMI的來源,又可以作為外部干擾的接收端。
使用適當?shù)慕拥丶夹g(shù),較短的返回路徑以及保持不同走線的長度相等,可以將高速走線與模擬信號分開,這是防止PCB上出現(xiàn)EMI問題的一些方法。
3.散熱性
當32位單片機以更高的速度運行或激活了更多外圍設(shè)備時,它會產(chǎn)生更多的熱量。因此,需要確保正確散熱,尤其是在PCB放置在外殼中的情況下。