MCU的基本功能有哪些?選擇低功耗MCU需要考慮的3點!

MCU將是下述內(nèi)容的主要介紹對象，通過這篇文章，小編希望大家可以對MCU的相關(guān)情況以及信息有所認(rèn)識和了解，詳細(xì)內(nèi)容如下。

一、MCU的基本功能

對于絕大多數(shù)MCU，下列功能是最普遍也是最基本的，針對不同的MCU，其描述的方式可能會有區(qū)別，但本質(zhì)上是基本相同的：

* Timer(定時器)：Timer的種類雖然比較多，但可歸納為兩大類：一類是固定時間間隔的Timer，即其定時的時間是由系統(tǒng)設(shè)定的，用戶程序不可控制，系統(tǒng)只提供幾種固定的時間間隔給用戶程序進行選擇，如32Hz，16Hz，8Hz等，此類Timer在4位MCU中比較常見，因此可以用來實現(xiàn)時鐘、計時等相關(guān)的功能;另一類則是Programmable Timer(可編程定時器)，顧名思義，該類Timer的定時時間是可以由用戶的程序來控制的，控制的方式包括：時鐘源的選擇、分頻數(shù)(Prescale)選擇及預(yù)制數(shù)的設(shè)定等，有的MCU三者都同時具備，而有的則可能是其中的一種或兩種。此類Timer應(yīng)用非常靈活，實際的使用也千變?nèi)f化，其中最常見的一種應(yīng)用就是用其實現(xiàn)PWM輸出(具體的應(yīng)用，后續(xù)會有特別的介紹)。由于時鐘源可以自由選擇，因此，此類Timer一般均與Event Counter(事件計數(shù)器)合在一起;

* IO口：任何MCU都具有一定數(shù)量的IO口，沒有IO口，MCU就失去了與外部溝通的渠道。根據(jù)IO口的可配置情況，可以分為如下幾種類型：

1.純輸入或純輸出口：此類IO口有MCU硬件設(shè)計決定，只能是輸入或輸出，不可用軟件來進行實時的設(shè)定;

2.直接讀寫IO口：如MCS-51的IO口就屬于此類IO口。當(dāng)執(zhí)行讀IO口指令時，就是輸入口;當(dāng)執(zhí)行寫IO口指令則自動為輸出口

3.程序編程設(shè)定輸入輸出方向的：此類IO口的輸入或輸出由程序根據(jù)實際的需要來進行設(shè)定，應(yīng)用比較靈活，可以實現(xiàn)一些總線級的應(yīng)用，

如I2C 總線,各種LCD、LED Driver 的控制 總線等;

對于IO口的使用，重要的一點必須牢記的是：對于輸入口，必須有明確的電平信號，確保不能浮空(可以通過增加上拉或下拉電阻來實現(xiàn));而對于輸出口，其輸出的狀態(tài)電平必須考慮其外部的連接情況，應(yīng)保證在Standby或靜態(tài)狀態(tài)下不存在拉電流或灌電流。

二、選擇低功耗MCU需要考慮的3點

(1)時鐘系統(tǒng)是MCU功耗的關(guān)鍵。應(yīng)用可以每秒多次或幾百次進入與退出各種低功耗模式。進人或退出低功耗模式以及快速處理數(shù)據(jù)的功能極為重要，因為CPU會在等待時鐘穩(wěn)定下來期間浪費電流。大多低功耗MCU都具有“即時啟動”時鐘，其可以在不到10~20us時間內(nèi)為CPU準(zhǔn)備就緒。重要的是要明白哪些時鐘是即時啟動以及哪些是非即時啟動的。某些MCU具有雙級時鐘激活功能,該功能在高頻時鐘穩(wěn)定化過程中提供一個低頻時鐘(通常為32768Hz),其可以達到1ms。CPU在大約15us時間內(nèi)正常運行,但是運行頻率較低，效率也較低。如果CPU只需要執(zhí)行數(shù)量較少的指令的話，如:25條，其需要763usaCPU低頻比高頻時消耗更少的電流，但是并不足于彌補處理時間的差異。某些MCU在6us時間內(nèi)就可以為CPU提供高速時鐘，處理相同的25條指令僅需要大約9us(6us激活+25條指令0.125us指令速率))，而且可以實現(xiàn)即時啟動的高速串行通信。

(2)事件驅(qū)動功能與時鐘系統(tǒng)的靈活性并存。中斷會使MCU退出低功耗模式，因此MCU的中斷越多，其防止浪費電流的CPU輪詢與降低功耗的靈活性就越大。輪詢意味著進行與不進行功耗預(yù)算之間存在差異，因為它在等待出現(xiàn)事件時會浪費CPU帶寬并需要額外電流。一個好的低功耗MCU應(yīng)具有充分的中斷功能，為其所有外設(shè)提供中斷，同時為外部事件提供眾多外部中斷。

(3)按鈕或鍵盤應(yīng)用可以證明外部中斷的優(yōu)勢。如果不具備中斷功能，MCU必須頻繁輪詢鍵盤或按鈕，以確定其是否被按下。不僅輪詢自身會消耗功率，而且控制輪詢間隔也需要定時器，其會消耗附加電流。在具備中斷情況下，CPU可以在整個過程中保持睡眠狀態(tài)，只有按下按鈕時才激活。

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