目录
介绍 |
1.什么是微控制器（MCU）？ |
2.微控制器（MCU）的历史 |
3.单片机的分类及应用 |
4.中国MCU技术及知名厂商 |
5.单片机的基本功能 |
6.学习方法——使用单片机 |
7.MCU产品未来改进的六大维度 |
8.单片机编程 |
9.单片机编程工程师总结 |
10.如何开发单片机 |
11.解决 MCU Crystal 问题的 5 个技巧 |
12.芯片操作总结 |
13.常问问题 |
微控制器( MCU ) 是建立在单个金属氧化物半导体 (MOS) 集成电路 (IC) 芯片上的小型计算机。微控制器由 CPU（处理器内核）、存储器和可编程输入/输出外设组成。在芯片上，通常包括少量RAM以及铁电 RAM、NOR 闪存或 OTP ROM。与个人计算机或其他通用应用程序中使用的微处理器相比，微控制器是为嵌入式应用程序设计的，由许多分立的芯片组成。本文将深入研究 MCU。
1.什么是微控制器（MCU）？微控制器单元（MCU）适当降低了CPU的频率和规格，集成了内存、计数器、USB、A/D转换、UART、 PLC、 DMA等外围接口。同时，甚至将液晶驱动电路集成在单个芯片上，形成芯片级计算机，可以针对不同的应用进行不同的组合控制，如手机、PC外设、遥控器、汽车电子、工业步进电机、机器手臂等的控制，都可以在MCU中看到。
图1 MCU组件
2.微控制器（MCU）的历史微控制器单元 的历史很短，但发展迅速。它的产生和发展与微处理器（CPU）的产生和发展大致同步。自1971年美国英特尔公司首次推出4位微处理器以来，其演进大致可分为五个阶段。以下是英特尔MCU的发展概况。
1971-1976 MCU开发初期 | 1971年11月，英特尔推出Intel 4004，这是一款集成度为2000个晶体管/芯片的4位微处理器，配备RAM、ROM和移位寄存器，是第一款MCS-4微处理器。推出了 Intel 8008 8 位微处理器，随后推出了来自不同公司的其他 8 位微处理器。 |
1976-1980 低性能MCU级 | MCS-48系列由 Intel 公司于 1976年推出，采用单片结构，集成了一个 8 位 CPU。一个8位并行I/O 接口、一个8位定时器/计数器、RAM和半导体芯片上的ROM。它的寻址范围有限（不超过4 KB），没有串行I/O， RAM和ROM容量有限，中断系统简单，但其功能可以满足一般工控和智能仪表的需要和米。 |
1980~1983 高性能MCU级 | 本阶段推出的高性能 8 位微控制器通常包括串行端口、多级中断处理系统和多个 16 位定时器/计数器。增加了片内RAM和ROM的容量，寻址范围可达64 KB。A/D 转换接口也可用于单个芯片。 |
1983~1980年代后期 16位微控制器级。 | 1983年，英特尔推出高性能16位微控制器MCS-96 系列。由于采用了最新的制造工艺，芯片集成度高达 120,000 个晶体管/芯片。 |
1990 年代 | CPU在集成度、功能、速度、可靠性、应用领域等各个方向都向更高水平发展。 |
MCU根据存储器类型分为两种：无片内ROM和有片内ROM的，无片内ROM的芯片必须外接EPROM（一般为8031）；具有片上ROM的芯片分为片上EPROM（典型为87C51）、MASK片上掩膜ROM（典型为8051）、片上Flash（典型为89C51）等类型。
MCU根据其预期用途分为两种类型：通用型和专用型。根据数据总线的宽度和可同时处理的数据字节数分为4位、8位、16位和32位MCU。
图2 MCU产品类别
目前，中国应用最广泛的MCU市场是消费电子领域，其次是工业领域和汽车电子市场。消费电子产品包括家用电器、电视、游戏机以及音频和视频系统。工业领域包括智能家居、自动化、医疗应用以及新能源发电和配电。汽车领域包括汽车动力总成和安全控制系统。
工业单片机
工业MCU产品主要用于电机控制、仪器仪表、低压配电、电动工具、工业机器人等应用场景中的电机控制运行、数据采集控制等功能。
