什么是單晶片、微控制器、MCU，淺談微控器的周邊硬體

單晶片、微控制器、MCU

這三個是完全相同的東西

也可以簡稱微控器

用一句話來解釋的話

微控器就是一臺迷你電腦

用來控制運算量較少的嵌入式系統

比如說電熱水壺、倒車雷達、馬達控制

微控器在生活中是相當普遍的

我們不可能拿個人電腦來控制電熱水壺吧

為了cost down以及節省體積

我們只需要使用微控器來處理這些小事情就相當堪用

其微小的體積優勢

在以前智慧型手機尚未普遍以前

傳統手機就只使用微控器來運作

現在的智慧及手機效能直逼個人電腦

所以微控器(microcontroller)和個人電腦(personal computer)已經分不太出來

要買教育型微控器

必須先知道幾件事情

 

一、位元數

最少的MCU為8-bit

常見的有intel的8051系列以及microchip PIC系列

其CPU的指令集非常少

一個MCU大約落在臺幣20~50以內

根本便宜到路邊撿就有(?)

再來就是16-bit MCU和32-bit MCU

當然位元數越多也就越貴

我們的個人電腦現在大多是64-bit的CPU了

二、時脈

也就是內部振蕩器( oscillator )的速度

通常加上鎖向回路(PLL)后

也就是所謂的倍頻電路

速度可以再上升2~4倍左右

三、價格

這種事情當然越便宜越好

四、支援的硬體模組

這部分將會比較專業

一個微控制器通常會具備最基本的幾個硬體模組

GPIO( General-purpose input/output )、UART( Universal Asynchronous Receiver/Transmitter )、TIMER (Timer Controller)、ADC(Analog-to-Digital Converter)、DAC(Digital-to-Analog Converter)、FMC(Flash memory controller)、WDT (Watchdog timer)、I2C、SPI(Serial Peripheral Interface)、PWM Generator

GPIO就是MCU上的 輸入與輸出腳位

可以任意控制輸出高低電位以及接受輸入

UART則是一種序列通訊協定

時常應用在RS232的接口上

Timer則是由硬體實現的計數數

最常被拿來配合中斷(interupt)使用

ADC可以 可以精確讀取類比電壓并轉成數位訊號

比如說溫度感測取樣、電壓感測取樣

DAC則是相反

FMC則是控制MCU內部儲存空間NAND Flash的控制器

WDT可以定期監控MCU是否處于卡死當掉的狀態并重開機

I2C、SPI和UART都是通訊協定

利用不同的電氣特性與通訊方式使用在不同的地方

PWM可以用在直流馬達控制和LED亮度

其使用不同的duty cycle來控制輸出

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