淺談32位微控制器概念及作用

微控制器是一塊半導(dǎo)體芯片，可以進(jìn)行算術(shù)處理并通過I / O和外圍接口控制電路。名稱“ 32位微控制器”表示該微控制器能夠處理32位值的算術(shù)運算。與8位微控制器相比，由于32位微控制器具有更寬的數(shù)據(jù)總線，因此執(zhí)行功能所需的指令周期更少。

憑借其卓越的性能，通常會構(gòu)建具有更多外圍設(shè)備和內(nèi)存的32位微控制器。例如，NXP LPC1700系列具有4個32位定時器，SD / MMC，USB，以太網(wǎng)Mac，CAN和其他外圍設(shè)備，而8位MCU則無法實現(xiàn)。

盡管它們具有強(qiáng)大的性能并具有豐富的外設(shè)，但是32位微控制器卻是耗電的組件。它們以數(shù)十至數(shù)百兆赫茲的較高頻率工作。

與Dyson真空吸塵器不同，不是每個項目都需要使用32位微控制器。首先，它比8位MCU貴。在某些設(shè)計中，使用32位微控制器被認(rèn)為是過大的做法，并給設(shè)計帶來不必要的成本。

32位微控制器也不適用于電池供電的電路，例如無線IoT傳感器。即使以最低的時鐘速率運行，它們也會迅速耗盡電池電量。

在以下情況下，32位微控制器是一個不錯的選擇：

當(dāng)您需要能夠處理大量數(shù)據(jù)處理的微控制器時。例如，將指紋與數(shù)萬條記錄進(jìn)行比較并在一瞬間做出響應(yīng)的生物識別控制器。

當(dāng)您需要復(fù)雜的電路時，需要可以處理多個外圍設(shè)備的微控制器。在這種情況下，使用32位微控制器比在電路中使用幾個邏輯IC更經(jīng)濟(jì)。

當(dāng)程序的代碼大小對于8位微控制器而言太大時。32位微控制器內(nèi)置了更大的閃存。

作為PCB設(shè)計人員，在使用32位微控制器時，您的技能經(jīng)過了極限測試。您要處理的引腳數(shù)更高，間距更細(xì)的組件可能會高速運行。這意味著錯誤將更加明顯，因為微控制器的穩(wěn)定性和功能將受到損害。

因此，在使用32位微控制器進(jìn)行設(shè)計時，請注意以下特定領(lǐng)域：

電源供應(yīng)

32位微控制器需要干凈穩(wěn)定的電壓。它們通常以3.3V或1.8V電壓運行，這意味著波動空間很小。供電網(wǎng)絡(luò)需要仔細(xì)設(shè)計，在模擬和數(shù)字電源軌之間適當(dāng)隔離。

接地隔離和返回路徑注意事項也同樣重要，以確保微控制器的操作不會因不穩(wěn)定的電源電壓而中斷。引入電源走線的噪聲會導(dǎo)致不穩(wěn)定的行為，例如ADC讀數(shù)不正確或?qū)е翸CU隨機(jī)復(fù)位。

電磁干擾

如果您忽略EMI緩解的最佳做法，很容易弄亂32位微控制器設(shè)計。當(dāng)高速運行時，微控制器既可以成為EMI的來源，又可以作為外部干擾的接收端。

使用適當(dāng)?shù)慕拥丶夹g(shù)，較短的返回路徑以及保持不同走線的長度相等，可以將高速走線與模擬信號分開，這是防止PCB上出現(xiàn)EMI問題的一些方法。

散熱性

當(dāng)微控制器以更高的速度運行和/或激活了更多外圍設(shè)備時，它會產(chǎn)生更多的熱量。因此，您需要確保適當(dāng)?shù)厣幔绕涫窃赑CB放置在外殼中的情況下。
編輯：hfy