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產物中間
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MCU單片機

微節制單位(Microcontroller Unit;MCU) ,又稱單片微型計較機(Single Chip Microcomputer )或單片機,是把中間處置器(Central Process Unit;CPU)的頻次與規格做恰當縮減,并將內存(memory)、計數器(Timer)、USB、A/D轉換、UART、PLC、DMA等周邊接口,乃至LCD驅動電路都整合在單一芯片上,構成芯片級的計較機,為差別的利用場所做差別組合節制。諸如手機、PC焦點、遙控器,至汽車電子、產業上的步進馬達、機械手臂的節制等,都可見到MCU的身影。


首要分類

按用處分類:

通用型:將可開辟的資本(ROM、RAM、I/O、 EPROM)等全數供給給用戶。

公用型:其硬件及指令是按照某種特定用處而設想,比方灌音機機芯節制器、打印機節制器、機電節制器等。

按其根基操縱處置的數據位數分類:

按照總線或數據暫存器的寬度,單片機又分為1位、4位、8位、16位、32位乃至64位單片機。4位MCU大部份利用在計較器、車用儀表、車用防盜裝配、呼喚器、無線德律風、CD播放器、LCD驅動節制器、LCD游戲機、兒童玩具、磅秤、充電器、胎壓計、溫濕度計、遙控器及傻瓜相機等;8位MCU大部份利用在電表、馬達節制器、電動玩具機、變頻式寒氣機、呼喚器、傳真機、來電辨識器(CallerID)、德律風灌音機、CRT顯現器、鍵盤及USB等;8位、16位單片機首要用于普通的節制范疇,普通不利用操縱體系, 16位MCU大部份利用在步履德律風、數字相機及攝錄放影機等;32位MCU大部份利用在Modem、GPS、PDA、HPC、STB、Hub、Bridge、Router、任務站、ISDN德律風、激光打印機與黑色傳真機; 32位用于收集操縱、多媒體處置等龐雜處置的場所,普通要利用嵌入式操縱體系。64位MCU大部份利用在高階任務站、、高等電視游樂器(如SEGA的Dreamcast及Nintendo的GameBoy)及高等終端機等。

8位MCU任務頻次在16~50MHz之間,夸大簡略效力、低本錢利用,在今朝MCU市場總值仍有必然位置,而不少MCU業者也延續為8bit MCU開辟頻次調理的節能設想,以因應綠色時期的產物開辟須要。

16位MCU,則以16位運算、16/24位尋址才能及頻次在24~100MHz為支流規格,局部16bit MCU額定供給32位加/減/乘/除的特別指令。因為32bit MCU呈現并延續貶價及8bit MCU簡略耐用又自制的廉價上風下,夾在中間的16bit MCU市場不時被擠壓,成為出貨比例中最低的產物。

32位MCU可說是MCU市場支流,單顆報價在1.5~4美圓之間,任務頻次大多在100~350MHz之間,履行效力更佳,利用范例也相稱多元。但32位MCU會因為操縱數與內存長度的增添,不異功效的法式代碼長度較8/16bit MCU增添30~40%,這致使內嵌OTP/FlashROM內存容量不能太小,而芯片對外腳位數目暴增,進一步范圍32bit MCU的本錢縮減才能。

內嵌法式存儲器范例

上面以51單片機為例(MCS-51系列MCU是我國利用最多的單片機),按照其外部存儲器的范例差別能夠分為以下幾個根基型:

1.無ROM型 :8031

2.ROM型:8051

3.EPROM型:8751

4.EEPROM 型:8951

5.加強型:8032/8052/8752/8952/C8051F

MCU按其存儲器范例可分為無片內ROM型和帶片內ROM型兩種。對無片內ROM型的芯片,必須外接EPROM才能利用(典范芯片為8031)。帶片內ROM型的芯片又分為片內EPROM型(典范芯片為87C51)、MASK片內掩模ROM型(典范芯片為8051)、片內FLASH型(典范芯片為89C51)等范例,一些公司還推出帶有片內一次性可編程ROM(One Time Programming, OTP)的芯片(典范芯片為97C51)。MASKROM的MCU價錢自制,但法式在出廠時已固化,合適法式牢固穩定的利用場所;FLASH ROM的MCU法式能夠頻頻擦寫,矯捷性很強,但價錢較高,合適對價錢不敏感的利用場所或做開辟用處;OTPROM的MCU價錢介于前二者之間,同時又具有一次性可編程才能,合適既請求必然矯捷性,又請求低本錢的利用場所,特別是功效不時創新、須要敏捷量產的電子產物。

因為MCU夸大是最大麋集度與最小芯片面積,以無限的法式代碼告竣節制功效,是以現今MCU大都利用內建的MaskROM、OTP ROM、EEPROM或Flash內存來貯存韌體碼,MCU內建Flash內存容量從低階4~64KB到最高階512KB~2MB不等。

存儲器布局

MCU按照其存儲器布局可分為哈佛(Harvard)布局和馮?諾依曼(Von Neumann)布局。此刻的單片機絕大大都都是基于馮·諾伊曼布局的,這類布局清晰地界說了嵌入式體系所必需的四個根基局部:一個中間處置器焦點,法式存儲器(只讀存儲器或閃存)、數據存儲器(隨機存儲器)、一個或更多的按時/計時器,另有用來與焦點裝備和擴大資本停止通訊的輸入/輸入端口,一切這些都被集成在單個集成電路芯片上。

指令布局

MCU按照指令布局又可分為CISC(Complex Instruction Set Computer,龐雜指令集計較機)和RISC(Reduced Instruction Set Comuter,精簡指令集計較機微節制器)




 



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