微控制器的缩写_微控制器的工作条件

屈育成 2020-04-26 4115

控制/MCU

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描述

　　微控制器的缩写

　　微控制器的英文缩写是MCU。又称单片微型计算机（Single Chip Microcomputer ）或者单片机，是把中央处理器（Central Process Unit；CPU）的频率与规格做适当缩减，并将内存（memory）、计数器（Timer）、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。诸如手机、PC外围、遥控器，至汽车电子、工业上的步进马达、机器手臂的控制等，都可见到MCU的身影。

　　微控制器MCU原理

　　MCU同温度传感器之间通过I2C总线连接。I2C总线占用2条MCU输入输出口线，二者之间的通信完全依靠软件完成。温度传感器的地址可以通过2根地址引脚设定，这使得一根I2C总线上可以同时连接8个这样的传感器。本方案中，传感器的7位地址已经设定为1001000。MCU需要访问传感器时，先要发出一个8位的寄存器指针，然后再发出传感器的地址（7位地址，低位是WR信号）。传感器中有3个寄存器可供MCU使用，8位寄存器指针就是用来确定MCU究竟要使用哪个寄存器的。本方案中，主程序会不断更新传感器的配置寄存器，这会使传感器工作于单步模式，每更新一次就会测量一次温度。

　　要读取传感器测量值寄存器的内容，MCU必须首先发送传感器地址和寄存器指针。MCU发出一个启动信号，接着发出传感器地址，然后将RD/WR管脚设为高电平，就可以读取测量值寄存器。

　　为了读出传感器测量值寄存器中的16位数据，MCU必须与传感器进行两次8位数据通信。当传感器上电工作时，默认的测量精度为9位，分辨力为0.5 C/LSB（量程为-128.5 C至128.5 C）。本方案采用默认测量精度，根据需要，可以重新设置传感器，将测量精度提高到12位。如果只要求作一般的温度指示，比如自动调温器，那么分辨力达到1 C就可以满足要求了。这种情况下，传感器的低8位数据可以忽略，只用高8位数据就可以达到分辨力1 C的设计要求。由于读取寄存器时是按先高8位后低8位的顺序，所以低8位数据既可以读，也可以不读。只读取高8位数据的好处有二，第一是可以缩短MCU和传感器的工作时间，降低功耗；第二是不影响分辨力指标。

　　MCU读取传感器的测量值后，接下来就要进行换算并将结果显示在LCD上。整个处理过程包括：判断显示结果的正负号，进行二进制码到BCD码的转换，将数据传到LCD的相关寄存器中。

　　数据处理完毕并显示结果之后，MCU会向传感器发出一个单步指令。单步指令会让传感器启动一次温度测试，然后自动进入等待模式，直到模数转换完毕。MCU发出单步指令后，就进入LPM3模式，这时MCU系统时钟继续工作，产生定时中断唤醒CPU。定时的长短可以通过编程调整，以便适应具体应用的需要。

　　微控制器的工作条件

　　无论何种微控制器，要正常稳定地工作，必须具备3个条件：供电电源、复位电路和时钟振荡脉冲。

　　（1）供电电源。任何微控制器是在一定电源供电的情况下工作的，工作电源是供电电路提供的，通常微控制器的工作电源为3〜5V，5V电压的微控制器较多。此电压为不受控电压，即某些电子设备进人节能状态时，此供电电压也不能丟失，否则微控制器将不会再次唤醒。

　　（2）复位电路。微控制器的复位电平是由复位电路产生的。复位电路的作用是使微控制器在获得供电的瞬间，向微控制器提供复位电平，使之复位，从而使微控制器由初始状态开始工作。

　　如果微控制器内的随机存储器、计数器等电路获得供电后不经复位便开始工作，可能会因某种干扰导致微控制器因程序错乱而不能正常工作，因此微控制器必须设有复位电路。此复位电路可由集成电路或分立元件组成。

　　有些微控制器是高电平复位，即通电瞬间给微控制器的复位端加人一高电平信号，正常工作时再转为低电平;有些微控制器是低电平复位，即在通电瞬间，给微控制器复位端加人一个低电平信号，正常工作时再转为高电平。这是由微控制器本身的结构决定的。

　　（3）时钟振荡电路。任何微控制器的正常工作都是在时钟脉冲推动下工作的，如存/取数据、模拟量存储等操作。只有在时钟脉冲的作用下，微控制器的工作才能井然有序，否则微控制器便不能正常工作。

　　微控制器的振荡电路由外接晶体、电容和微控制器内部电路共同组成。晶体频率一般在10MHz以上，晶体的两脚和微控制器的两个晶振脚相连，由此产生的时钟脉冲信号经微控制器内部的分频器分频后，作为微控制器正常工作的时钟脉冲信号。

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