MCU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是怎樣的？由哪些部分組成的？

微控制器是將微型計(jì)算機(jī)的主要部分集成在一個(gè)芯片上的單芯片微型計(jì)算機(jī)。微控制器誕生于20世紀(jì)70年代中期，經(jīng)過20多年的發(fā)展，其成本越來越低，而性能越來越強(qiáng)大，這使其應(yīng)用已經(jīng)無處不在，遍及各個(gè)領(lǐng)域。例如電機(jī)控制、條碼閱讀器/掃描器、消費(fèi)類電子、游戲設(shè)備、電話、HVAC、樓宇安全與門禁控制、工業(yè)控制與自動(dòng)化和白色家電(洗衣機(jī)、微波爐)等。

微控制器的特點(diǎn)

1.高度集成:微控制器將多種功能集成在一個(gè)芯片上，大大減少了外圍器件的數(shù)量，降低了系統(tǒng)成本，同時(shí)也減少了電路板的面積，提高了系統(tǒng)的可靠性。

2.低功耗: 微控制器通常工作在較低的電壓和頻率下，具有很低的功耗特性，適用于電池供電的便攜式設(shè)備。

3.實(shí)時(shí)性能:微控制器具有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)處理能力，能夠滿足各種實(shí)時(shí)應(yīng)用場景的需求。

4.豐富的外設(shè)資源: 微控制器通常具備豐富的外設(shè)資源，如GPIO、UART、SPI、12C等通信接口PWM輸出、ADC輸入、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等模擬/數(shù)字功能，以及各種中斷、復(fù)位等功能

5.易于編程: 微控制器通常支持多種編程語言和開發(fā)環(huán)境，如C語言、匯編語言、Keil、IAR等，使得軟件開發(fā)變得更加簡單快捷。

Intel公司作為最早推出微處理器的公司，同樣也是最早推出微控制器的公司。繼1976年推出MCS-48后，又于1980年推出了MCS-51，為發(fā)展具有良好兼容性的新一代微控制器奠定了良好的基礎(chǔ)。在8051技術(shù)實(shí)現(xiàn)開放后，Philips、Atmel、Dallas和Siemens等公司紛紛推出了基于80C5l內(nèi)核(805l的CMC)S版本)的微控制器。這些各具特色的產(chǎn)品能夠滿足大量嵌入式應(yīng)用需求。基于80C51內(nèi)核的微控制器并沒有停止發(fā)展的腳步，例如現(xiàn)在Maxim/Dallas公司提供的DS89C430系列微控制器，其單周期指令速度已經(jīng)提高到了805l的12倍。

MCU(微控制器)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是由多個(gè)部分組成的，每個(gè)部分都有其特定的功能和作用。以下是一個(gè)典型的MCU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成：

1. 中央處理器(CPU)：MCU的核心部分，負(fù)責(zé)執(zhí)行指令和控制其他組件。CPU通常包含一個(gè)或多個(gè)處理單元，用于執(zhí)行算術(shù)和邏輯操作。

2. 存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)器是MCU中用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的部件。它通常包括一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)程序代碼、數(shù)據(jù)和配置信息。存儲(chǔ)器可以分為不同的類型，如隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)和電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)等。

3. 輸入/輸出(I/O)端口：I/O端口是MCU與外部設(shè)備進(jìn)行通信的接口。它們可以用于接收輸入信號(hào)、輸出信號(hào)或模擬其他設(shè)備的功能。I/O端口可以是通用輸入/輸出(GPIO)端口、特殊功能輸入/輸出(SPI)端口、I2C端口等。

4. 時(shí)鐘和定時(shí)器：時(shí)鐘和定時(shí)器是MCU中用于控制時(shí)間和產(chǎn)生定時(shí)信號(hào)的部件。時(shí)鐘通常由一個(gè)或多個(gè)振蕩器組成，用于產(chǎn)生固定的頻率信號(hào);定時(shí)器則是由計(jì)數(shù)器和比較器組成的，用于測量時(shí)間間隔或產(chǎn)生定時(shí)信號(hào)。

5. 中斷控制器：中斷控制器是MCU中用于處理異常事件和外部中斷的部件。當(dāng)異常事件或外部中斷發(fā)生時(shí)，中斷控制器會(huì)通知CPU暫停當(dāng)前任務(wù)，并跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的中斷處理程序進(jìn)行處理。

6. 調(diào)試和編程接口：調(diào)試和編程接口是MCU中用于調(diào)試和編程的部件。它們通常包括JTAG接口、SWD接口等，用于連接開發(fā)工具和編程器，實(shí)現(xiàn)對(duì)MCU的調(diào)試和編程操作。

7. 電源管理單元(PMU)：PMU是MCU中用于電源管理的部件。它通常包括一個(gè)或多個(gè)電壓調(diào)節(jié)器、電源開關(guān)、復(fù)位電路等，用于為MCU提供穩(wěn)定的電源供應(yīng)和復(fù)位信號(hào)。

8. 其他特殊功能單元：根據(jù)不同的應(yīng)用需求，MCU中還可能包括其他特殊功能單元，如模擬轉(zhuǎn)換器(ADC)、數(shù)字信號(hào)控制器(DSC)、脈寬調(diào)制器(PWM)等。

這些組成部分共同協(xié)作，使MCU能夠?qū)崿F(xiàn)各種復(fù)雜的功能和應(yīng)用。每個(gè)部分都有其特定的作用和功能，并且相互之間需要進(jìn)行協(xié)同工作才能使MCU正常工作。