搜索
 找回密码
 立即注册

简单一步 , 微信登陆

MCU的技术原理、区别及发展历史

作者:xyd0727 | 时间:2017-9-11 14:59:44 | 阅读:2707| 显示全部楼层
MCU的技术原理、区别及发展历史
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)USBA/D转换、UARTPLCDMA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。更多信息交流卢工3311615775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。
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2MCU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1001000MCU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)更多信息交流卢工3311615775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 C128.5 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,更多信息交流卢工3311615775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。
主要区别
20世纪最值得人们称道的成就中,就有集成电路和电子计算机的发展。20世纪70年代出现的微型计算机,在科学技术界引起了影响深远的变革。在70年代中期,微型计算机家族中又分裂出一个小小的派系--单片机。随着4位单片机出现之后,又推出了8位的单片机。MCS48系列,特别是MCS51系列单片机的出现,确立了单片机作为微控制器(MCU)的地位,引起了微型计算机领域新的变革。更多信息交流卢工3311615775在当今世界上,微处理器(MPU)和微控制器(MCU)形成了各具特色的两个分支。它们互相区别,但又互相融合、互相促进。与微处理器(MPU)以运算性能和速度为特征的飞速发展不同,微控制器(MCU)则是以其控制功能的不断完善为发展标志的。
CPU(Central Processing Unit,中央处理器)发展出来三个分枝,一个是DSP(Digital Signal Processing/Processor,数字信号处理),另外两个是MCU(Micro Control Unit,微控制器单元)MPU(Micro Processor Unit,微处理器单元)
MCU集成了片上外围器件;MPU不带外围器件(例如存储器阵列),是高度集成的通用结构的处理器,是去除了集成外设的MCU;DSP运算能力强,擅长很多的重复数据运算,而MCU则适合不同信息源的多种数据的处理诊断和运算,更多信息交流卢工3311615775侧重于控制,速度并不如DSPMCU区别于DSP的最大特点在于它的通用性,反应在指令集和寻址模式中。DSPMCU的结合是DSC,它终将取代这两种芯片。
1.对密集的乘法运算的支持
GPP不是设计来做密集乘法任务的,即使是一些现代的GPP,也要求多个指令周期来做一次乘法。而DSP处理器使用专门的硬件来实现单周期乘 法。DSP处理器还增加了累加器寄存器来处理多个乘积的和。累加器寄存器通常比其他寄存器宽,增加称为结果bits的额外bits来避免溢出。同时,为了 充分体现专门的乘法-累加硬件的好处,几乎所有的DSP的指令集都包含有显式的MAC指令。

该会员没有填写今日想说内容.
回复

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册
手机版