​

我們知道MCU是常用器件，在電子領域，MCU也就是微控制單元。作為電子領域的工程師，是有必要了解MCU的。為增進大家對MCU的認識，本文將基於兩點介紹MCU：1.MCU技術原理、2.MCU電源及元件選擇。如果你對MCU具有一定的興趣，不妨繼續往下閱讀哦。

一、MCU技術原理

MCU同溫度感測器之間通過I2C匯流排連線。I2C匯流排佔用2條MCU輸入輸出口線，二者之間的通訊完全依靠軟體完成。溫度感測器的地址可以通過2根地址引腳設定，這使得一根I2C總線上可以同時連線8個這樣的感測器。本方案中，感測器的7位地址已經設定為1001000。MCU需要訪問感測器時，先要發出一個8位的暫存器指標，然後再發出感測器的地址(7位地址，低位是WR訊號)。感測器中有3個暫存器可供MCU使用，8位暫存器指標就是用來確定MCU究竟要使用哪個暫存器的。本方案中，主程式會不斷更新感測器的配置暫存器，這會使感測器工作於單步模式，每更新一次就會測量一次溫度。

要讀取感測器測量值暫存器的內容，MCU必須首先發送感測器地址和暫存器指標。MCU發出一個啟動訊號，接著發出感測器地址，然後將RD/WR管腳設為高電平，就可以讀取測量值暫存器。

為了讀出感測器測量值暫存器中的16位資料，MCU必須與感測器進行兩次8位資料通訊。當感測器上電工作時，預設的測量精度為9位，分辨力為0.5 C/LSB(量程為-128.5 C至128.5 C)。本方案採用預設測量精度，根據需要，可以重新設定感測器，將測量精度提高到12位。如果只要求作一般的溫度指示，比如自動調溫器，那麼分辨力達到1 C就可以滿足要求了。這種情況下，感測器的低8位資料可以忽略，只用高8位資料就可以達到分辨力1 C的設計要求。由於讀取暫存器時是按先高8位後低8位的順序，所以低8位資料既可以讀，也可以不讀。只讀取高8位資料的好處有二，第一是可以縮短MCU和感測器的工作時間，降低功耗;第二是不影響分辨力指標。

MCU讀取感測器的測量值後，接下來就要進行換算並將結果顯示在LCD上。整個處理過程包括：判斷顯示結果的正負號，進行二進位制碼到BCD碼的轉換，將資料傳到LCD的相關暫存器中。

資料處理完畢並顯示結果之後，MCU會向感測器發出一個單步指令。單步指令會讓感測器啟動一次溫度測試，然後自動進入等待模式，直到模數轉換完畢。MCU發出單步指令後，就進入LPM3模式，這時MCU系統時鐘繼續工作，產生定時中斷喚醒CPU。定時的長短可以通過程式設計調整，以便適應具體應用的需要。

二、MCU電源電路及元件選型考慮

MCU一般需要核心電源、參考電源、通用電源，每個電源的效能引數各不相同。為了穩定執行，MCU要求這些電源必須具備三個條件：負載瞬態波動低，紋波抑制比高，功耗低。MCU的核心電源最為重要。目前MCU核心的供電電壓大約為1.0-1.2V，這個值傾向於不斷降低，有望在未來達到0.8-1.2V左右，以滿足智慧手機、平板電腦等智慧終端不斷髮展的小型化、輕量化和低能耗需求。

1.設計要求

MCU核心電源就是幾百mA的負載電流，或者CPU處理大負荷時峰值電流的瞬時上升或下降。如果峰值電壓隨著負載電流的突增和突降而大幅波動的話，控制邏輯功能就可能出現，導致整個設定由於MCU的失靈而發生故障。因此，負載的瞬態響應效能非常重要。為了避免由噪聲引起的邏輯失靈，核心電源必須提供一個穩定的低壓，必須能夠消除來自PMIC和DC-DC轉換器等器件的開關噪聲，而且具有較高的紋波抑制比。由於MCU本身會發熱，有必要降低功耗，以減少MCU對周邊的影響。

各種電壓調節器件中，LDO穩壓器大量應用於智慧手機、平板等智慧終端中，可不斷滿足這些裝置的小型化、輕量化和低能耗需求。特別是移動裝置或影像和視聽裝置應用MCU的電源中，1V左右的較低電壓的使用日益普及，對LDO的要求日益苛刻。

2.元器件選擇

採用小外形低功耗LDO穩壓器可滿足上述要求。VBIAS為整個電路的電源引腳，輸入電壓為2.5V或以上，VOUT為1.4V或以上，這裡的外部輸入電壓的電源必須儘可能穩定，其噪聲會顯著影響通過LDO驅動電路的輸出電壓。外部電源的啟動時序應該按照“VBIAS→VIN→CONTROL.”進行。

(1)LDO

TCR5BM/8BM系列LDO採用最新一代工藝製造的低導通電阻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，並將導致功率損耗的罪魁禍——壓差降低至業界最低壓差水平。TCR5BM系列支援低至100mV的壓差和最高達500mA的輸出電流，而TCR8BM系列支援低至170mV的壓差和最高達800mA的輸出電流。這些小型表面貼裝LDO穩壓器具有98dB(典型值)波紋抑制比，可實現穩定執行，抑制來自可引起故障的外部環境和DC-DC轉換器的高頻噪聲。它們還能夠提供快速負載瞬態響應，以避免發生由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不大於1.0Ω的瓷介電容器，選型時要考慮工作環境。為了穩定工作，要在VIN引腳連線一個1μF或者更大一些的電容器，在VBIASui你叫連線一個不小於0.1μF電容器，在VOUT引腳連線一個不小於2.2μF的電容器。儘管設計時已經考慮了一些可能的振盪問題，例如內建相位補償電容，佈線產生的電容和電感依然可能引起振盪，這取決於PCB圖案和使用環境。

還有一些常規注意事項，VIN和GND兩個引腳不能形成環路，走線歡度儘可能大以減小布線阻抗。。另外，還要特別注意走線路徑，保證這些阻抗不會影響LDO的內部電路。VBIAS的走線也不宜太長，否則就容易引起噪聲。

以上便是此次小編帶來的“MCU”相關內容，通過本文，希望大家對MCU技術原理、MCU電源和元件的選擇具備一定的瞭解。

​