MCU在我們生活里的方方面面

MCU是由英文單詞Microcontroller Unit的縮寫而來，而單詞的中文意思是單片微型計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱就是單片機(jī)。因此，MCU其實(shí)就是單片機(jī)，只是在各種場(chǎng)合的說法不一樣，本質(zhì)是相同的，相當(dāng)于同一個(gè)人的不同稱謂。所以，以下主要介紹一下單片機(jī)和芯片之間的區(qū)別。

單片機(jī)是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。單片機(jī)是一種可用于制造智能電子產(chǎn)品的芯片，每天都有90%的機(jī)會(huì)接觸到基于單片機(jī)的芯片開發(fā)產(chǎn)品。

從上世紀(jì)80年代，由當(dāng)時(shí)的4位、8位單片機(jī)，發(fā)展到現(xiàn)在的300M的高速單片機(jī)。單片機(jī)的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實(shí)時(shí)工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機(jī)，就能起到使產(chǎn)品升級(jí)換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞——“智能型”，如智能型洗衣機(jī)等。

比如家里的電飯煲、電磁爐、微波爐、空調(diào)、洗衣機(jī)，其實(shí)都是用單片機(jī)配合不同的電路實(shí)現(xiàn)的。此外，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)，單片功能越高端，如智能家居、智能停車場(chǎng)、智能農(nóng)業(yè)等。

單片機(jī)只是一個(gè)芯片。為什么它能做這么多事情？它仍然分布在不同的行業(yè)。關(guān)鍵是它的可編程特性?？删幊桃馕吨覀兛梢酝ㄟ^編寫C語(yǔ)言或匯編程序?qū)⑵湎螺d到單片機(jī)中。讓它按照我們的程序邏輯控制電路。這樣，靈活性非常高。我們可以根據(jù)自己的想法和創(chuàng)業(yè)精神，結(jié)合單片機(jī)制作一些有趣的產(chǎn)品。但也有前提，即應(yīng)設(shè)計(jì)相應(yīng)的硬件電路。單片機(jī)主要負(fù)責(zé)控制，電路是實(shí)現(xiàn)具體功能的。

在微控制器方面做任何決策時(shí)，硬件和軟件工程師首先應(yīng)設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的高層結(jié)構(gòu)、框圖和流程圖，只有到那時(shí)才有足夠的信息開始對(duì)微控制器選型進(jìn)行合理的決策。

不同的電子產(chǎn)品對(duì)單片機(jī)的性能要求高低不一，比如小家電類的電子產(chǎn)品和工業(yè)級(jí)的精密機(jī)器其所需要的單片機(jī)性能要求就不在一個(gè)水平線上。所以針對(duì)電子產(chǎn)品的功能需求，我們又可以將MCU芯片分為8位、16位、32位、64位單片機(jī)。它們之間最主要的區(qū)別就在于內(nèi)部CPU的字長(zhǎng)不同，即CPU處理數(shù)據(jù)的最大位數(shù)不同。

這里要說一下，單片機(jī)一開始面世時(shí)其實(shí)是4位的，世界上第一個(gè)集成度為2000只晶體管/片的4位微處理器，它配有RAM、 ROM和移位寄存器， 構(gòu)成了第一臺(tái)MCS，在1971年由Intel公司設(shè)計(jì)出來。但隨著MCU芯片的發(fā)展，8位單片機(jī)因其簡(jiǎn)單靈活、安全穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)逐漸取代了功能單一的4位單片機(jī)。

另外目前使用最廣泛的是8位和32位單片機(jī)，8位單片機(jī)主要應(yīng)用在家居、醫(yī)療、汽車電子等領(lǐng)域，而32位單片機(jī)則更多的應(yīng)用在互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域，因?yàn)樵诤芏鄨?chǎng)合不僅需要實(shí)現(xiàn)機(jī)械化向電磁化、智能化的轉(zhuǎn)變、而且還要開率可靠的連接性、安全性和保護(hù)性，這些功能的實(shí)現(xiàn)都需要32位單片機(jī)的參與。