如何為應(yīng)用選擇最佳的MCU？

本文是《微控制器簡(jiǎn)介》系列的繼續(xù)，其中討論了當(dāng)您試圖為下一個(gè)項(xiàng)目尋找最佳MCU時(shí)要考慮的最重要事項(xiàng)。

在上一篇文章中，我介紹了微控制器的定義特性，解釋了其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的基本方面，并提供了有關(guān)如何在各種類型的嵌入式系統(tǒng)中使用微控制器的一些一般性想法。

在以后的文章中，我計(jì)劃探索與實(shí)現(xiàn)微控制器和開發(fā)固件相關(guān)的技術(shù)和過程，但是在設(shè)計(jì)基于MCU的產(chǎn)品之前，您需要知道將使用哪種設(shè)備。基于微控制器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中涉及的技能和技術(shù)當(dāng)然不是特定于某個(gè)零件號(hào)，甚至不是某個(gè)制造商，但是，如果您在該領(lǐng)域還沒有廣泛的專業(yè)知識(shí)，那么最好只關(guān)注一種設(shè)備（或一個(gè)設(shè)備系列），然后在您積累了一些扎實(shí)的經(jīng)驗(yàn)之后再擴(kuò)展。

選擇制造商

銷售微控制器的半導(dǎo)體公司的名單相當(dāng)長(zhǎng)。但是，我強(qiáng)烈建議您從非常重視其微控制器類別的制造商開始。這將確保您可以訪問大量有用的設(shè)計(jì)資源-應(yīng)用筆記，示例代碼，高質(zhì)量的集成開發(fā)環(huán)境（IDE），便捷的編程工具等。

Simplicity Studio是Silicon Labs的免費(fèi)IDE，可為您提供一個(gè)支持眾多不同微控制器的開發(fā)環(huán)境。

此外，擁有更廣泛的MCU產(chǎn)品線的制造商可讓您根據(jù)每個(gè)應(yīng)用的要求更輕松地微調(diào)組件選擇，因?yàn)槟梢赃x擇新的部件號(hào)而不必承受因從一個(gè)產(chǎn)品開關(guān)到另一個(gè)產(chǎn)品而引起的急劇變化。制造商到另一個(gè)。當(dāng)您必須學(xué)習(xí)新的IDE，新的寄存器配置，新的編碼技術(shù)，新的文檔結(jié)構(gòu)等時(shí)，這可能會(huì)很麻煩且很耗時(shí)，并且我仍然盡可能避免這些不便之處。

正如您在意法半導(dǎo)體（STMicro）的本選擇指南中所看到的，您可以將自己限制在一個(gè)制造商出售的MCU上，并且仍然可以覆蓋多種應(yīng)用。

如果您在微控制器開發(fā)方面的經(jīng)驗(yàn)仍然很有限，建議您選擇以下制造商之一：德州儀器（TI），意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics），Silicon Labs或Microchip。（絕對(duì)應(yīng)該將Atmel包括在此列表中，但它于2016年被Microchip收購。）

關(guān)鍵參數(shù)

下一步是確定您最重要和最具體的要求。幾乎任何現(xiàn)代微控制器都可以使用多種類型的處理和外圍功能-例如，您無需尋找提供基本串行通信，時(shí)鐘頻率高于10 MHz，有足夠數(shù)量的閃存和RAM的MCU。內(nèi)部振蕩器，通用定時(shí)器或集成調(diào)試模塊（它們通常使用JTAG接口）。

以下各節(jié)提供了一些“非標(biāo)準(zhǔn)”功能的示例，這些功能將幫助您縮小可能適合給定項(xiàng)目的微控制器的列表。

數(shù)模轉(zhuǎn)換器

找到包含模數(shù)轉(zhuǎn)換器的MCU不會(huì)有任何困難，但是DAC的普遍性卻大大降低。但是，它們?cè)谀承?yīng)用中非常有用，并且集成DAC當(dāng)然比外部DAC方便得多。

可以使用集成到Atmel SAM4S微控制器中的12位DAC生成了此正弦曲線。

模數(shù)轉(zhuǎn)換器

我剛剛告訴您ADC是常見的，這是事實(shí)，但是我應(yīng)該指出，許多微控制器ADC處于中低性能范圍內(nèi)。如果需要具有異常高分辨率或異常高采樣率的ADC，則必須在選擇過程中將其作為優(yōu)先事項(xiàng)。多年前，我發(fā)現(xiàn)自己處在這種情況下，如果我沒記錯(cuò)的話，沒有什么可以與Silicon Labs的C8051F060競(jìng)爭(zhēng)（它具有兩個(gè)集成的ADC，它們可以以每秒一百萬個(gè)采樣的速度執(zhí)行16位轉(zhuǎn)換）。

時(shí)鐘頻率

如果要使微控制器與計(jì)算密集型DSP功能更兼容，則需要對(duì)支持高處理器頻率的設(shè)備進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序。Silicon Labs有兩個(gè)工作在100 MHz的8位系列，STMicroelectronics和Microchip都有運(yùn)行在120 MHz的高性能32位MCU。

通用串行總線（USB）

該USB接口是串行通信的主要形式。我發(fā)現(xiàn)它是在嵌入式設(shè)備和PC之間傳輸數(shù)據(jù)的一種非常有效的方法，在消費(fèi)類電子產(chǎn)品的環(huán)境中，它是必不可少的。如果您正在尋找一種將USB連接功能集成到系統(tǒng)中的緊湊，簡(jiǎn)單的方法，我建議您專注于集成了USB模塊的微控制器。我使用了Silicon Labs的EFM8 Universal Bee，Microchip提供了8位，16位和32位USB微控制器。

電容式觸摸感

電容式觸摸感應(yīng)是一種越來越流行的用戶界面形式。盡管電容式觸摸感應(yīng)在概念上很簡(jiǎn)單，但實(shí)際實(shí)現(xiàn)可能相當(dāng)復(fù)雜，擁有專門用于支持此類接口的微控制器絕對(duì)有幫助。據(jù)我所知，微控制器具有電容式觸摸感應(yīng)外設(shè)仍然有些不尋常，因此您在選擇零件時(shí)需要優(yōu)先考慮此功能。

在德州儀器（TI）的MSP430微控制器周圍設(shè)計(jì)了一個(gè)電容式觸摸界面。

成本和封裝尺寸

這些參數(shù)很難放在零件選擇過程的特定部分，因?yàn)樗鼈兊闹匾栽谝粋€(gè)應(yīng)用與另一個(gè)應(yīng)用之間差異很大。在某些情況下，您的電路板空間很大，可以完全忽略封裝的尺寸，而對(duì)于正在開發(fā)永遠(yuǎn)不會(huì)大量生產(chǎn)的原型或系統(tǒng)的工程師來說，成本通常是無關(guān)緊要的。

另一方面，存在許多必須非常小，非常便宜或非常小且非常便宜的電子產(chǎn)品。在這些情況下，您需要不斷了解價(jià)格和/或包裝尺寸，因?yàn)槟鷮⒏鶕?jù)關(guān)鍵參數(shù)和首選制造商逐漸過濾掉零件。

評(píng)估硬件

從業(yè)余愛好者到專業(yè)工程師的每個(gè)人都可以從精心設(shè)計(jì)且價(jià)格合理的開發(fā)板中受益。通常，這是評(píng)估微控制器并對(duì)其編程接口和功能細(xì)節(jié)有所了解的最輕松，最可靠的方法。將搜索范圍縮小到一些有希望的零件編號(hào)之后，請(qǐng)?jiān)诖_定最終決定之前檢查價(jià)格合理的評(píng)估板。

結(jié)論

我希望本指南可幫助您應(yīng)對(duì)有時(shí)令人生畏的過程，該過程是從數(shù)千種市售產(chǎn)品中選擇一種微控制器的過程。選擇設(shè)備之后，就該開始閱讀數(shù)據(jù)手冊(cè)并設(shè)計(jì)系統(tǒng)了，我們將在以后的文章中介紹這些主題。

原文標(biāo)題：如何為您的應(yīng)用選擇合適的微控制器

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