MCU全稱為微控制器單元，是嵌入式系統(tǒng)中的一種重要電子設(shè)備。MCU 是小而強(qiáng)大的集成電路，在單個(gè)芯片上包括微處理器、存儲(chǔ)器和輸入/輸出 （I/O）設(shè)備，充當(dāng)電子設(shè)備的大腦，使其能夠高效執(zhí)行各種功能。因MCU不依賴于外部的存儲(chǔ)、設(shè)備，所以主要用于各種自動(dòng)化設(shè)備、家用電器、傳感器系統(tǒng)等。

（一）MEC架構(gòu)

微處理器：作為中央處理單元，執(zhí)行算術(shù)和邏輯運(yùn)算，基于RISC或CISC架構(gòu)。

存儲(chǔ)元件：RAM提供臨時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，支持計(jì)算和中間結(jié)果存儲(chǔ)。ROM包含固件和預(yù)編程指令，控制MCU運(yùn)行。

I/O端口：連接外部設(shè)備和傳感器，允許接收輸入（如傳感器讀數(shù)）和發(fā)送輸出（如控制電機(jī)）。

Serial Interface（串行接口）：支持串行通信，與其他設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

定時(shí)器：提供精確計(jì)時(shí)和任務(wù)調(diào)度。

中斷控制器：管理中斷優(yōu)先級(jí)，快速響應(yīng)外部事件。

ADC：將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字值。

DAC：將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。

（二）微控制器如何工作

微控制器通過(guò)執(zhí)行內(nèi)存中的指令來(lái)完成任務(wù)。核心是微處理器，負(fù)責(zé)指令執(zhí)行和基本運(yùn)算。微控制器使用高級(jí)編程語(yǔ)言（如 C 或 C++）編程，可根據(jù)應(yīng)用需求修改。它通過(guò)I/O外設(shè)與外部設(shè)備通信，讀取傳感器數(shù)據(jù)、進(jìn)行計(jì)算，并控制設(shè)備。當(dāng)通電時(shí)，微控制器開(kāi)始執(zhí)行指令，包括與外部系統(tǒng)的交互。

MCU芯片具有以下特點(diǎn)：高集成度、低功耗、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、易用性、高性價(jià)比。

（三）微控制器的類型

8 位微控制器： 低成本控制器，適用于各種簡(jiǎn)單控制任務(wù)。較低的功耗和小型封裝用于不需要大量處理能力或內(nèi)存的簡(jiǎn)單應(yīng)用程序。

16 位微控制器：這些微控制器提供比 8 位微控制器更多的處理能力和內(nèi)存，通常用于更復(fù)雜的應(yīng)用，如電機(jī)控制、LED驅(qū)動(dòng)和簡(jiǎn)單的通訊協(xié)議處理。

32 位微控制器： 32位MCU提供了更高的運(yùn)算能力和多樣化的外設(shè)接口，用于需要大量處理能力或大量數(shù)據(jù)等。運(yùn)行在更高的時(shí)鐘頻率下，并集成了豐富的外設(shè)接口，如CAN總線、USB、以太網(wǎng)等。

單板微控制器：這些是安裝在單個(gè)板上的微控制器，以及所有必要的組件，例如內(nèi)存和 I/O 外圍設(shè)備。它們通常用于業(yè)余愛(ài)好者和 DIY 項(xiàng)目。

片上系統(tǒng) （SoC） 微控制器：這些微控制器在單個(gè)芯片上包含所有必要的組件，例如微處理器、內(nèi)存和 I/O 外設(shè)。它們通常用于需要空間的應(yīng)用。

集成了中央處理器、存儲(chǔ)器和外設(shè)接口的單芯片計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，微控制器可以說(shuō)是嵌入式系統(tǒng)中使用的大腦，價(jià)格實(shí)惠且功耗低非常適合使用在日常生活中。且有著8位、16位和32位等不同類型以及高集成度、低功耗、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、性價(jià)比高等特點(diǎn)，為智能設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供強(qiáng)大的控制和執(zhí)行能力。