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技術(shù)專題
為電子電路設(shè)計(jì)選擇單片機(jī)
單片機(jī)，也就是微型控制器(MCU)。在嵌入式系統(tǒng)中，單片機(jī)是構(gòu)成電路的核心組件。有關(guān)使用單片機(jī)的知識(shí)很多，電子電路設(shè)計(jì)人員必須要知道怎么選擇單片機(jī)。
什么是單片機(jī)？
電子電路設(shè)計(jì)人員必須要知道什么是單片機(jī)。單片機(jī)是一種智能半導(dǎo)體IC，由處理器單元，存儲(chǔ)器模塊，通信接口和外圍設(shè)備組成。單片機(jī)被普遍用于各種應(yīng)用中，包括洗衣機(jī)，機(jī)器人，無人機(jī)，無線電和游戲控制器。
單片機(jī)的歷史可以追溯到MOSFET技術(shù)的發(fā)明。在早期，單片機(jī)是帶有處理器單元和存儲(chǔ)模塊的原始半導(dǎo)體IC。通常，單片機(jī)基于哈佛架構(gòu)。
在過去的幾十年中，英特爾，摩托羅拉，微芯和愛特梅爾等頗受歡迎的制造商進(jìn)一步推動(dòng)了創(chuàng)新。這些制造商開發(fā)的大多數(shù)單片機(jī)是具有專有體系結(jié)構(gòu)的8位單片機(jī)。基于ARM的單片機(jī)是一個(gè)例外，其中ARM體系結(jié)構(gòu)已授權(quán)給制造商。目前，ARM體系結(jié)構(gòu)主導(dǎo)著32位單片機(jī)的市場。
單片機(jī)如何工作？
電子電路設(shè)計(jì)工程師需要了解單片機(jī)是如何工作的。單片機(jī)具有處理器單元，而不僅僅是對(duì)二進(jìn)制值執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算。單片機(jī)的真正價(jià)值在于其通過內(nèi)置的通信和外圍設(shè)備與物理世界進(jìn)行交互的能力。
從技術(shù)上講，單片機(jī)通過執(zhí)行存儲(chǔ)在其非易失性存儲(chǔ)器模塊中的程序指令來運(yùn)行。單片機(jī)以前是基于ROM的，因此擦除程序數(shù)據(jù)非常困難，即使不是不可能。當(dāng)閃存技術(shù)革新半導(dǎo)體技術(shù)時(shí)，單片機(jī)開始將程序指令存儲(chǔ)在內(nèi)置閃存中。
大多數(shù)現(xiàn)代單片機(jī)將RISC（精簡指令集計(jì)算機(jī)）指令體系結(jié)構(gòu)用于其基本指令處理。與之前的CISC相比，RISC的指令執(zhí)行周期更短。為了開發(fā)用于單片機(jī)的程序，嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人員使用匯編程序或C編程語言。然后，使用編程工具將完成的程序加載到單片機(jī)。
上電后，單片機(jī)將開始執(zhí)行作為程序數(shù)據(jù)加載的指令。它充分利用RAM來存儲(chǔ)程序指示的運(yùn)行時(shí)變量。如前所述，單片機(jī)被設(shè)計(jì)為與物理世界連接。以最簡單的形式，單片機(jī)將根據(jù)其編程的邏輯來感應(yīng)輸入并驅(qū)動(dòng)輸出。
例如，溫度顯示控制器將溫度傳感器和LCD顯示器鏈接到單片機(jī)。單片機(jī)將采樣溫度值作為模擬輸入并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字值。然后通過向LCD發(fā)送正確的命令邏輯來顯示數(shù)字值。
為電子電路設(shè)計(jì)選擇單片機(jī)
請(qǐng)務(wù)必謹(jǐn)慎選擇適合你的電子電路設(shè)計(jì)的單片機(jī)。選擇錯(cuò)誤的單片機(jī)可能會(huì)帶來非常痛苦的設(shè)計(jì)體驗(yàn)。選擇單片機(jī)時(shí)需要考慮很多因素。
你將要考慮應(yīng)用程序的復(fù)雜性。如果電子電路設(shè)計(jì)涉及一個(gè)簡單的定時(shí)器激活輸出，那么一個(gè)具有1kB閃存和一個(gè)I / O端口的簡單微控制器就足夠了。但是，如果電子電路設(shè)計(jì)涉及復(fù)雜的邏輯（例如，基于WIFI的面部識(shí)別設(shè)備），則需要32位高端單片機(jī)。 32位單片機(jī)將更適合面部識(shí)別設(shè)備。
復(fù)雜的設(shè)備通常需要更大的程序存儲(chǔ)器。除此之外，你還需要列出設(shè)備的外圍設(shè)備和通信要求。在某些應(yīng)用中，可能還需要ADC，電源管理模塊和引導(dǎo)程序之類的內(nèi)部功能。
上海韜放電子提供專業(yè)的電子電路設(shè)計(jì)服務(wù)，如果您有這方面的需求，請(qǐng)與我們聯(lián)系。