1、為什么要學(xué)習(xí)MCU？

MCU（Microcontroller Unit），即微控制器或單片機(jī)，是一種將CPU、存儲(chǔ)器、I/O接口和其他必要部件集成到單個(gè)芯片上的微型計(jì)算機(jī)。MCU具有體積小、功耗低、價(jià)格便宜等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中。缺點(diǎn)是計(jì)算性能一般。學(xué)習(xí)MCU可以幫助我們：

理解計(jì)算機(jī)底層工作原理

掌握嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)技術(shù)

提高動(dòng)手能力和解決問(wèn)題的能力

為將來(lái)從事硬件開(kāi)發(fā)、軟件開(kāi)發(fā)等工作打下基礎(chǔ)

2、學(xué)習(xí)MCU對(duì)軟件和硬件開(kāi)發(fā)有什么好處？

對(duì)于軟件開(kāi)發(fā)人員來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)MCU可以幫助他們：

理解硬件平臺(tái)，更好地編寫(xiě)與硬件相關(guān)的軟件

提高軟件效率和性能

降低軟件開(kāi)發(fā)成本

對(duì)于硬件開(kāi)發(fā)人員來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)MCU可以幫助他們：

理解軟件開(kāi)發(fā)流程，更好地與軟件開(kāi)發(fā)人員協(xié)作

提高硬件設(shè)計(jì)水平

降低硬件開(kāi)發(fā)成本

3、MCU芯片分類(lèi)

MCU可以根據(jù)以下幾種方式進(jìn)行分類(lèi)：

按位數(shù)分類(lèi)：8位MCU、16位MCU、32位MCU。MCU的位數(shù)是指CPU的位數(shù)，它決定了MCU的運(yùn)算能力和數(shù)據(jù)處理能力。8位MCU具有較低的運(yùn)算能力和數(shù)據(jù)處理能力，但價(jià)格便宜，功耗低，適用于對(duì)性能要求不高的場(chǎng)合。16位MCU具有比8位MCU更高的運(yùn)算能力和數(shù)據(jù)處理能力，適用于對(duì)性能要求一般的場(chǎng)合。32位MCU具有最高的運(yùn)算能力和數(shù)據(jù)處理能力，適用于對(duì)性能要求較高的場(chǎng)合。現(xiàn)在32位是市場(chǎng)的主流產(chǎn)品。

按架構(gòu)分類(lèi)：ARM架構(gòu)MCU、RISCV架構(gòu)MCU。ARM Cortex M系列占據(jù)主流地位。ARM Cortex包括A系列、R系列和M系列。A系列是高性能處理器的內(nèi)核，通常用于高性能計(jì)算和通用操作系統(tǒng)的執(zhí)行，處理器是包含操作系統(tǒng)（如Android、Linux等），應(yīng)用是手機(jī)、pad、服務(wù)器等。A系列的特點(diǎn)是多級(jí)流水線(xiàn)、超標(biāo)量執(zhí)行、亂序執(zhí)行等特性，可以快速高效處理多線(xiàn)程和多任務(wù)，功耗一般較高。R系列是用于嵌入式實(shí)時(shí)處理器的內(nèi)核，主攻實(shí)時(shí)性能和可預(yù)測(cè)性，一般用于處理如汽車(chē)電子、工業(yè)控制、嵌入式系統(tǒng)等實(shí)時(shí)控制任務(wù)，R系列的特點(diǎn)是低延遲、高吞吐量和實(shí)時(shí)性能。M系列是用于微控制器（MCU）的處理器核，主攻低功耗、小巧尺寸、及時(shí)控制，一般用在玩具、電機(jī)、電源、物聯(lián)網(wǎng)終端等小型嵌入式系統(tǒng)，M系列的特點(diǎn)是單一周期執(zhí)行、中斷處理、低功耗，通常不運(yùn)行操作系統(tǒng)或只運(yùn)行實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）。

圖：來(lái)源NXP，MPU與MCU的區(qū)別對(duì)比

按應(yīng)用領(lǐng)域分類(lèi)：通用MCU、專(zhuān)用MCU。通用MCU具有較強(qiáng)的通用性。而專(zhuān)用MCU針對(duì)特定的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行設(shè)計(jì)。專(zhuān)用MCU包括電機(jī)MCU、安全MCU、觸控MCU、I/O控制器、電表MCU、計(jì)量MCU、紅外線(xiàn)MCU、其它專(zhuān)用MCU等。

4、MCU系統(tǒng)框圖

MCU一般包括接口模塊（UART、SPI、I2C、SDRAM、CAN、JTAG 等）、存儲(chǔ)模塊（Flash、SRAM等）、定時(shí)器模塊（通用TIMER、PWM、WDT、等）、模擬模塊（ADC、DAC、比較器、運(yùn)放等）、算法模塊（AES、AES128、CRC、除法器、CORDIC）等。

圖片來(lái)源：ST 某款MCU的系統(tǒng)框圖