物联网时代，MCU无处不在，大到飞机，小到儿童电动玩具，它被应用到很多不同的领域中。但实际上，任何一款MCU，其MCU方案开发基本原理和功能都是大同小异的，除了性能参数分级，所不同的只是其在方案系统中，外围功能模块的配置及数量、指令系统等方面存在差异。

整体而言，在具体的应用中，MCU选型时就要综合考虑MCU需要完成的功能、成本、交期、各类端口的数量、存储空间、可移植性、器件等级、功耗、电压等多种因素，满足近期需求，以及今后的拓展的一些功能。

本文将阐述MCU的方案开发构架和工作原理，为MCU方案开发设计工程师和采购方提供MCU的选型技巧。

先理清MCU方案开发性能参数

MCU初步筛选时，首先需要知道其ROM空间、RAM空间、IO口数量、定时器数量和定时方式、所提供的外围功能模块(Peripheral Circuit)、中断源、时钟源工作电压及功耗等产品参数。

在了解完产品要素后，接下来，需理清实际项目的需求，将MCU功能和项目需求做匹配。在这个环节中，最好是软件工程师和硬件工程师一起讨论。硬件工程师提供所需各类端口的大致数量，产品要实现的功能，应用环境等等。软件工程师根据这些信息选出三四款合适的芯片，然后元器件工程师根据芯片的成本，交期，品质等信息最终选定一款MCU。

具体来说，在完成MCU选型的阶段，需要探讨和确认的MCU事项有如下几类：

1.MCU方案开发器件等级

根据产品的类别及其应用环境，选择MCU的等级，工作温度范围。如产品用于汽车类产品，尽可能地使用汽车级芯片，工作温度范围-40度到125度。根据产品销售地，选择认证范围，如CCC认证，UL认证。

2.MCU方案开发Timer(定时器)
Timer的种类虽然比较多，但可归纳为两大类：
一类是固定时间间隔的Timer，即其定时的时间是由系统设定的，用户程序不可控制，系统只提供几种固定的时间间隔给用户程序进行选择，如32Hz，16Hz，8Hz等，此类Timer在4位MCU中比较常见，因此可以用来实现时钟、计时等相关的功能;
另一类则是Programmable Timer(可编程定时器)，顾名思义，该类Timer的定时时间是可以由用户的程序来控制的，控制的方式包括：时钟源的选择、分频数(Prescale)选择及预制数的设定等，有的MCU三者都同时具备，而有的则可能是其中的一种或两种。此类Timer应用非常灵活，实际的使用也千变万化，其中最常见的一种应用就是用其实现PWM输出(具体的应用，后续会有特别的介绍)。
由于时钟源可以自由选择，因此，此类Timer一般均与Event Counter(事件计数器)合在一起。
3.MCU方案开发I/O口
任何MCU都具有一定数量的IO口，没有IO口，MCU就失去了与外部沟通的渠道。根据IO口的可配置情况，可以分为如下几种类型：

• 纯输入或纯输出口：此类IO口有MCU硬件设计决定，只能是输入或输出，不可用软件来进行实时的设定;
• 直接读写IO口：如MCS-51的IO口就属于此类IO口。当执行读IO口指令时，就是输入口;当执行写IO口指令则自动为输出口；
• 程序编程设定输入输出方向的：此类IO口的输入或输出由程序根据实际的需要来进行设定，应用比较灵活，可以实现一些总线级的应用，如I2C总线，各种LCD、LED Driver的控制总线等;
• 对于IO口的使用，重要的一点必须牢记的是：对于输入口，必须有明确的电平信号，确保不能浮空(可以通过增加上拉或下拉电阻来实现)；而对于输出口，其输出的状态电平必须考虑其外部的连接情况，应保证在Standby或静态状态下不存在拉电流或灌电流。
• 外部中断：外部中断也是绝大多数MCU所具有的基本功能，一般用于信号的实时触发，数据采样和状态的检测，中断的方式由上升沿、下降沿触发和电平触发几种。外部中断一般通过输入口来实现，若为IO口，则只有设为输入时其中断功能才会开启；若为输出口，则外部中断功能将自动关闭(ATMEL的ATiny系列存在一些例外，输出口时也能触发中断功能)。

MCU方案开发外部中断的应用如下：

• 外部触发信号的检测：一种是基于实时性的要求，比如可控硅的控制，突发性信号的检测等;而另一种情况则是省电的需要；
• 信号频率的测量;为了保证信号不被遗漏，外部中断是最理想的选择;
• 数据的解码：在遥控应用领域，为了降低设计的成本，经常需要采用软件的方式来对各种编码数据进行解码，如Manchester和PWM编码的解码；
• 按键的检测和系统的唤醒：对于进入Sleep状态的MCU，一般需要通过外部中断来进行唤醒，最基本的形式则是按键，通过按键的动作来产生电平的变化。

免责声明：部分文章信息来源于网络以及网友投稿，本网站只负责对文章进行整理、排版、编辑，是出于传递 更多信息之 目的，并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性，如本站文章和转稿涉及版权等问题，请作者在及时联系本站，我们 会尽快处理。官方所有内容、图片如未经过授权，禁止任何形式的采集、镜像，否则后果自负！