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

7MCU方案开发低功耗

越来越多的移动电子产品出现，推动MCU也快速地向低功耗方向发展。低功耗不仅仅是为了省电，更是是为了降低电源模块以及散热模组的成本。随着电流的降低，电磁干扰和热噪声也大幅度地降低了。

上拉下拉电阻也有功耗，如对单一的信号进行上拉或下拉，电流也就是几个微安到几十微安之间，但是对于一个被驱动了的信号进行上拉和下拉，电流能达到几十毫安。

闲置不用的端口，尽量不要悬空。如果悬空，外界的干扰可能在这些端口形成反复的震荡信号，MOS工艺芯片的功耗主要取决于门电路的翻转次数。

8MCU方案开发成本和交期

很多8位和16位及32位MCU，价差已降至将近几美分，需结合产品实际情况选取合适的MCU。

MCU选定后，后续很多新项目也会用这一系列MCU，因此在做MCU选项时一定要调查清楚供应商是否长期生产该系列的芯片，有几家生产工厂。在我们的客户所在地，该供应商是否有强大的售后服务团队。

对MCU进行试验验证，确保产品的低失效率，因为高失效率率意味着更高的成本。调查统计各MCU及其供应商的口碑。

9MCU方案开发其它功能

将更多的其它功能集成到MCU是大的趋势。如DSP功能，上电复位，低电压检测功能。应调查清楚所选这一系列MCU现在及未来可集成哪些功能模块，为后续新产品的设计开发做准备。

对于MCU，在已批量生产后轻易不要做替代动作，MCU的替代需做各种严格的测试验证，成本较高。

MCU方案开发程序的编写

明确了MCU的相关功能后，接下来就可以开始编程了。

MCU方案开发的程序的编写与PC下的程序的编写存在很大的区别，虽然现在基于C的MCU开发工具越来越流行，但对于一个高效的程序代码和喜欢使用汇编的设计者来讲，汇编语言仍然是最简洁、最有效的编程语言。对于MCU的程序编写，其基本的框架可以说是大体一致的，一般分为初始化部分(这是MCU程序设计与PC最大的不同)，主程序循环体和中断处理程序三大部分(见图1 a 和 b)，其分别说明如下：

MCU方案开发初始化：

对于所有的MCU程序的设计来讲，出世化是最基本也是最重要的一步，一般包括如下内容：

• 屏蔽所有中断并初始化堆栈指针：初始化部分一般不希望有任何中断发生；
• 清除系统的RAM区域和显示Memory：虽然有时可能没有完全的必要，但从可靠性及一致性的角度出发，特别是对于防止意外的错误，还是建议养成良好的编程习惯；
• IO口的初始化：根据项目的应用的要求，设定相关IO口的输入输出方式，对与输入口，需要设定其上拉或下拉电阻;对于输出口，则必须设定其出世的电平输出，以防出现不必要的错误；
• 中断的设置：对于所有项目需要用到的中断源，应该给予开启并设定中断的触发条件，而对于不使用的多余的中断，则必须给予关闭；
• 其他功能模块的初始化：对于所有需要用到的MCU的外围功能模块，必须按项目的应用的要求进行相应的设置，如UART的通讯，需要设定Baud Rate，数据长度，校验方式和Stop Bit的长度等，而对于Programmer Timer，则必须设置其时钟源，分频数及Reload Data等；
• 参数的出世化：完成了MCU的硬件和资源的出世化后，接下来就是对程序中使用到的一些变量和数据的初始化设置，这一部分的初始化需要根据具体的项目及程序的总体安排来设计。对于一些用EEPROM来保存项目预制数的应用来讲，建议在初始化时将相关的数据拷贝到MCU的RAM，以提高程序对数据的访问速度，同时降低系统的功耗(原则上，访问外部EEPROM都会增加电源的功耗)。

MCU方案开发主程序循环体：

大多数MCU是属于长时间不间断运行的，因此其主程序体基本上都是以循环的方式来设计，对于存在多种工作模式的应用来讲，则可能存在多个循环体，相互之间通过状态标志来进行转换。

对于主程序体，一般情况下主要安排如下的模块：

• 计算程序：计算程序一般比较耗时，因此坚决反对放在任何中断中处理，特别是乘除法运算；
• 实时性要求不高或没有实时性要求的处理程序；
• 显示传输程序：主要针对存在外部LED、LCD Driver的应用;

MCU方案开发中断处理程序：

中断程序主要用于处理实时性要求较高的任务和事件，如，外部突发性信号的检测，按键的检测和处理，定时计数，LED显示扫描等。一般情况下，中断程序应尽可能保证代码的简洁和短小，对于不需要实时去处理的功能，可以在中断中设置触发的标志，然后由主程序来执行具体的事务――这一点非常重要，特别是对于低功耗、低速的MCU来讲，必须保证所有中断的及时响应。

对于不同任务体的安排，不同的MCU其处理的方法也有所不同。例如，对于低速、低功耗的MCU(Fosc=32768Hz)应用，考虑到此类项目均为手持式设备和采用普通的LCD显示，对按键的反应和显示的反应要求实时性较高，应此一般采用定时中断的方式来处理按键的动作和数据的显示;而对于高速的MCU，如Fosc>1MHz的应用，由于此时MCU有足够的时间来执行主程序循环体，因此可以只在相应的中断中设置各种触发标志，并将所有的任务放在主程序体中来执行；

在MCU的程序设计中，还需要特别注意的一点就是：要防止在中断和主程序体中同时访问或设置同一个变量或数据的情况。有效的预防方法是，将此类数据的处理安排在一个模块中，通过判断触发标志来决定是否执行该数据的相关操作；而在其他的程序体中(主要是中断)，对需要进行该数据的处理的地方只设置触发的标志。――这可以保证数据的执行是可预知和唯一的。

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