MCU是常用器件，在電子領(lǐng)域，MCU也就是微控制單元。作為電子領(lǐng)域的工程師，是有必要了解MCU的。為增進(jìn)大家對(duì)MCU的認(rèn)識(shí)，本文將基于兩點(diǎn)介紹MCU：1.MCU技術(shù)原理、2.MCU電源及元件選擇。如果你對(duì)MCU具有一定的興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、MCU技術(shù)原理

MCU同溫度傳感器之間通過(guò)I2C總線連接。I2C總線占用2條MCU輸入輸出口線，二者之間的通信完全依靠軟件完成。溫度傳感器的地址可以通過(guò)2根地址引腳設(shè)定，這使得一根I2C總線上可以同時(shí)連接8個(gè)這樣的傳感器。本方案中，傳感器的7位地址已經(jīng)設(shè)定為1001000。MCU需要訪問(wèn)傳感器時(shí)，先要發(fā)出一個(gè)8位的寄存器指針，然后再發(fā)出傳感器的地址(7位地址，低位是WR信號(hào))。傳感器中有3個(gè)寄存器可供MCU使用，8位寄存器指針就是用來(lái)確定MCU究竟要使用哪個(gè)寄存器的。本方案中，主程序會(huì)不斷更新傳感器的配置寄存器，這會(huì)使傳感器工作于單步模式，每更新一次就會(huì)測(cè)量一次溫度。

要讀取傳感器測(cè)量值寄存器的內(nèi)容，MCU必須首先發(fā)送傳感器地址和寄存器指針。MCU發(fā)出一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)，接著發(fā)出傳感器地址，然后將RD/WR管腳設(shè)為高電平，就可以讀取測(cè)量值寄存器。

為了讀出傳感器測(cè)量值寄存器中的16位數(shù)據(jù)，MCU必須與傳感器進(jìn)行兩次8位數(shù)據(jù)通信。當(dāng)傳感器上電工作時(shí)，默認(rèn)的測(cè)量精度為9位，分辨力為0.5 C/LSB(量程為-128.5 C至128.5 C)。本方案采用默認(rèn)測(cè)量精度，根據(jù)需要，可以重新設(shè)置傳感器，將測(cè)量精度提高到12位。如果只要求作一般的溫度指示，比如自動(dòng)調(diào)溫器，那么分辨力達(dá)到1 C就可以滿足要求了。這種情況下，傳感器的低8位數(shù)據(jù)可以忽略，只用高8位數(shù)據(jù)就可以達(dá)到分辨力1 C的設(shè)計(jì)要求。由于讀取寄存器時(shí)是按先高8位后低8位的順序，所以低8位數(shù)據(jù)既可以讀，也可以不讀。只讀取高8位數(shù)據(jù)的好處有二，第一是可以縮短MCU和傳感器的工作時(shí)間，降低功耗;第二是不影響分辨力指標(biāo)。

MCU讀取傳感器的測(cè)量值后，接下來(lái)就要進(jìn)行換算并將結(jié)果顯示在LCD上。整個(gè)處理過(guò)程包括：判斷顯示結(jié)果的正負(fù)號(hào)，進(jìn)行二進(jìn)制碼到BCD碼的轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)傳到LCD的相關(guān)寄存器中。

數(shù)據(jù)處理完畢并顯示結(jié)果之后，MCU會(huì)向傳感器發(fā)出一個(gè)單步指令。單步指令會(huì)讓傳感器啟動(dòng)一次溫度測(cè)試，然后自動(dòng)進(jìn)入等待模式，直到模數(shù)轉(zhuǎn)換完畢。MCU發(fā)出單步指令后，就進(jìn)入LPM3模式，這時(shí)MCU系統(tǒng)時(shí)鐘繼續(xù)工作，產(chǎn)生定時(shí)中斷喚醒CPU。定時(shí)的長(zhǎng)短可以通過(guò)編程調(diào)整，以便適應(yīng)具體應(yīng)用的需要。

二、MCU電源電路及元件選型考慮

MCU一般需要內(nèi)核電源、參考電源、通用電源，每個(gè)電源的性能參數(shù)各不相同。為了穩(wěn)定運(yùn)行，MCU要求這些電源必須具備三個(gè)條件：負(fù)載瞬態(tài)波動(dòng)低，紋波抑制比高，功耗低。MCU的內(nèi)核電源最為重要。目前MCU內(nèi)核的供電電壓大約為1.0-1.2V，這個(gè)值傾向于不斷降低，有望在未來(lái)達(dá)到0.8-1.2V左右，以滿足智能手機(jī)、平板電腦等智能終端不斷發(fā)展的小型化、輕量化和低能耗需求。

1.設(shè)計(jì)要求

MCU內(nèi)核電源就是幾百mA的負(fù)載電流，或者CPU處理大負(fù)荷時(shí)峰值電流的瞬時(shí)上升或下降。如果峰值電壓隨著負(fù)載電流的突增和突降而大幅波動(dòng)的話，控制邏輯功能就可能出現(xiàn)，導(dǎo)致整個(gè)設(shè)置由于MCU的失靈而發(fā)生故障。因此，負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)性能非常重要。為了避免由噪聲引起的邏輯失靈，內(nèi)核電源必須提供一個(gè)穩(wěn)定的低壓，必須能夠消除來(lái)自PMIC和DC-DC轉(zhuǎn)換器等器件的開(kāi)關(guān)噪聲，而且具有較高的紋波抑制比。由于MCU本身會(huì)發(fā)熱，有必要降低功耗，以減少M(fèi)CU對(duì)周邊的影響。

各種電壓調(diào)節(jié)器件中，LDO穩(wěn)壓器大量應(yīng)用于智能手機(jī)、平板等智能終端中，可不斷滿足這些設(shè)備的小型化、輕量化和低能耗需求。特別是移動(dòng)設(shè)備或影像和視聽(tīng)設(shè)備應(yīng)用MCU的電源中，1V左右的較低電壓的使用日益普及，對(duì)LDO的要求日益苛刻。

2.元器件選擇

采用小外形低功耗LDO穩(wěn)壓器可滿足上述要求。VBIAS為整個(gè)電路的電源引腳，輸入電壓為2.5V或以上，VOUT為1.4V或以上，這里的外部輸入電壓的電源必須盡可能穩(wěn)定，其噪聲會(huì)顯著影響通過(guò)LDO驅(qū)動(dòng)電路的輸出電壓。外部電源的啟動(dòng)時(shí)序應(yīng)該按照“VBIAS→VIN→CONTROL.”進(jìn)行。

(1)LDO

TCR5BM/8BM系列LDO采用最新一代工藝制造的低導(dǎo)通電阻N溝道MOSFET和外部偏置電壓，可提供低至0.8V或高至3.6V的VOUT，并將導(dǎo)致功率損耗的罪魁禍——壓差降低至業(yè)界最低壓差水平。TCR5BM系列支持低至100mV的壓差和最高達(dá)500mA的輸出電流，而TCR8BM系列支持低至170mV的壓差和最高達(dá)800mA的輸出電流。這些小型表面貼裝LDO穩(wěn)壓器具有98dB(典型值)波紋抑制比，可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行，抑制來(lái)自可引起故障的外部環(huán)境和DC-DC轉(zhuǎn)換器的高頻噪聲。它們還能夠提供快速負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)，以避免發(fā)生由IC操作模式迅速切換引起的故障。

(2)電容器

電路中的電容器建議選擇ESR不大于1.0Ω的瓷介電容器，選型時(shí)要考慮工作環(huán)境。為了穩(wěn)定工作，要在VIN引腳連接一個(gè)1μF或者更大一些的電容器，在VBIASui你叫連接一個(gè)不小于0.1μF電容器，在VOUT引腳連接一個(gè)不小于2.2μF的電容器。盡管設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)考慮了一些可能的振蕩問(wèn)題，例如內(nèi)置相位補(bǔ)償電容，布線產(chǎn)生的電容和電感依然可能引起振蕩，這取決于PCB圖案和使用環(huán)境。

還有一些常規(guī)注意事項(xiàng)，VIN和GND兩個(gè)引腳不能形成環(huán)路，走線歡度盡可能大以減小布線阻抗。。另外，還要特別注意走線路徑，保證這些阻抗不會(huì)影響LDO的內(nèi)部電路。VBIAS的走線也不宜太長(zhǎng)，否則就容易引起噪聲。

以上便是此次小編帶來(lái)的“MCU”相關(guān)內(nèi)容，通過(guò)本文，希望大家對(duì)MCU技術(shù)原理、MCU電源和元件的選擇具備一定的了解。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，小編將于后期帶來(lái)更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!