你知道MCU的技术原理吗?8位MCU的成本和尺寸介绍

MCU，工业中常用器件。在本文中，MCU指的是微控制单元。在这篇文章中，为增进大家对MCU的认识，本文将基于两点介绍MCU：1、MCU的技术原理介绍，2、8位MCU的成本与尺寸介绍。如果你对MCU或者本文内容具有兴趣，不妨继续往下阅读哦。

一、MCU引言

微控制单元(Microcontroller Unit;MCU) ，又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer )或者单片机，是把中央处理器(Central Process Unit;CPU)的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。诸如手机、PC外围、遥控器，至汽车电子、工业上的步进马达、机器手臂的控制等，都可见到MCU的身影。

二、MCU技术原理

MCU同温度传感器之间通过I2C总线连接。I2C总线占用2条MCU输入输出口线，二者之间的通信完全依靠软件完成。温度传感器的地址可以通过2根地址引脚设定，这使得一根I2C总线上可以同时连接8个这样的传感器。本方案中，传感器的7位地址已经设定为1001000。MCU需要访问传感器时，先要发出一个8位的寄存器指针，然后再发出传感器的地址(7位地址，低位是WR信号)。传感器中有3个寄存器可供MCU使用，8位寄存器指针就是用来确定MCU究竟要使用哪个寄存器的。本方案中，主程序会不断更新传感器的配置寄存器，这会使传感器工作于单步模式，每更新一次就会测量一次温度。

要读取传感器测量值寄存器的内容，MCU必须首先发送传感器地址和寄存器指针。MCU发出一个启动信号，接着发出传感器地址，然后将RD/WR管脚设为高电平，就可以读取测量值寄存器。

为了读出传感器测量值寄存器中的16位数据，MCU必须与传感器进行两次8位数据通信。当传感器上电工作时，默认的测量精度为9位，分辨力为0.5 C/LSB(量程为-128.5 C至128.5 C)。本方案采用默认测量精度，根据需要，可以重新设置传感器，将测量精度提高到12位。如果只要求作一般的温度指示，比如自动调温器，那么分辨力达到1 C就可以满足要求了。这种情况下，传感器的低8位数据可以忽略，只用高8位数据就可以达到分辨力1 C的设计要求。由于读取寄存器时是按先高8位后低8位的顺序，所以低8位数据既可以读，也可以不读。只读取高8位数据的好处有二，第一是可以缩短MCU和传感器的工作时间，降低功耗;第二是不影响分辨力指标。

MCU读取传感器的测量值后，接下来就要进行换算并将结果显示在LCD上。整个处理过程包括：判断显示结果的正负号，进行二进制码到BCD码的转换，将数据传到LCD的相关寄存器中。

数据处理完毕并显示结果之后，MCU会向传感器发出一个单步指令。单步指令会让传感器启动一次温度测试，然后自动进入等待模式，直到模数转换完毕。MCU发出单步指令后，就进入LPM3模式，这时MCU系统时钟继续工作，产生定时中断唤醒CPU。定时的长短可以通过编程调整，以便适应具体应用的需要。

三、8位MCU成本与尺寸

首先，必须先从几个层面检查系统要求。在某些情况下，很明显8位MCU就足够了，特别是如果最终的程序只需容纳不到8KB的内存，并且预算要求很低，加上系统以及代码和数据量都很小，而且还必须兼顾到成本、物理尺寸和功耗等因素的话，那么8位MCU可能就足够了。

一般来说，8位MCU的成本较低，且尺寸也小于32位MCU，但近年来，32位MCU的成本越来越有竞争力，换句话说，相同价格之下，采用32位MCU可以提供更多的应用可能性。至于在整体功耗方面，处理效能较慢的8位MCU总是会胜过更快的32位MCU。

如果还是做不了决定的话，或许可以从这个角度来观察。基本上，在32位MCU价格竞争力越来越强的情况下，其价格与8位MCU越来越接近，或者可以说，8位MCU的价格就可以买到效能更优异的32位MCU了。

尽管32位MCU可以透过4倍的处理速度来执行更复杂的运算，然而在获取更高运算效能的同时，却也必须付出其他代价，也就是功耗同时将会提高。要知道在嵌入式系统(特别是类似物联网这种采用电池供电的装置)中，每多一份意料之外的耗电量都会成为整体系统的庞大负担。因此，如果所设计的系统对于MCU的需求，是介于8位与32位之间的灰色地带，但同时又对于功耗问题特别在意的话，那么8位MCU的吸引力真的会令设计人员无法抗拒。

以上便是此次小编带来的“MCU”相关内容，通过本文，希望大家对MCU技术原理和8位MCU的成本与尺寸具备一定的了解。如果你喜欢本文，不妨持续关注我们网站哦，小编将于后期带来更多精彩内容。最后，十分感谢大家的阅读，have a nice day!