MCU is de afkorting van Microcontroller Unit. In het Chinees wordt het microcontroller genoemd en het is algemeen bekend als een microcomputer op één chip., is to appropriately reduce the frequency and specifications of the CPU, and integrate peripheral interfaces such as memory, counter, USB, A/D conversion, UART, PLC, DMA, and even LCD driver circuits on a single chip to form a chip-level computer, which can perform different combinations of control for different applications, such as mobile phones, PC peripherals, remote controls, automotive electronics, industrial stepper motors, and robotic arm control. MCUs can all be seen.


       

1

Een korte geschiedenis van de ontwikkeling van microcontrollers          
 

De geschiedenis van microcontrollers is niet lang, maar ze hebben zich zeer snel ontwikkeld. De productie en ontwikkeling ervan zijn over het algemeen synchroon met de productie en ontwikkeling van microprocessors (CPU's). Sinds Intel Corporation uit de Verenigde Staten in 1971 de eerste 4-bits microprocessor op de markt bracht, kan de ontwikkeling ervan grofweg in vijf fasen worden verdeeld. Hieronder volgt een inleiding tot de ontwikkeling van microcontrollers door Intel Corporation.

  1971 1976 ~De beginfase van de ontwikkeling van microcontrollers. In november 1971 ontwierp Intel de Intel 4004, een 4-bits microprocessor met 2,000 transistors per chip, uitgerust met RAM, ROM en een schuifregister. Dit was de eerste MCS-4 microprocessor. Vervolgens bracht Intel de 8-bits microprocessor Intel 8008 op de markt, en ook andere 8-bits microprocessors werden door andere bedrijven geïntroduceerd.  
  1976 1980 ~Low-performance microcontroller stage. Represented by the MCS-48 series launched by Intel in 1976, it uses a monolithic structure that integrates an 8-bit CPU, 8-bit parallel I/O interface, 8-bit timer/counter, RAM and ROM on a semiconductor chip. Although its addressing range is limited (no more than 4 KB), there is no serial I/O, RAM and ROM capacity is small, and the interrupt system is relatively simple, but its functions can meet the needs of general industrial control and intelligent instruments and meters.  
  1980 1983 ~Fase van krachtige microcontrollers. De krachtige 8-bits microcontrollers die in deze fase op de markt kwamen, beschikken over het algemeen over seriële poorten, meerlaagse interruptverwerkingssystemen en meerdere 16-bits timers/tellers. De capaciteit van het on-chip RAM en ROM is vergroot en het adresseerbereik kan 64 KB bereiken. Sommige chips hebben ook een A/D-conversie-interface.  
  1983 tot eind jaren 198016-bits microcontrollerfase. In 1983 lanceerde Intel de krachtige 16-bits microcontroller MCS-96-serie. Dankzij de toepassing van de nieuwste productietechnologieën bereikte de chipintegratiegraad maar liefst 120,000 transistors per chip.  
  1990sMicrocontrollers ontwikkelen zich op alle vlakken van integratie, functionaliteit, snelheid, betrouwbaarheid en toepassingsgebieden naar een hoger niveau.

2

Classificatie en toepassing van microcomputers op één chip

MCU can be divided intoGeen on-chip ROM-typeenMet on-chip ROM-typeTwo kinds. For chips without on-chip ROM, an external EPROM must be connected before they can be used (typically 8031); chips with on-chip ROM are divided into on-chip EPROM type (typical chip is 87C51), MASK on-chip mask ROM type (typical chip is 8051), on-chip Flash type (typical chip is 89C51) and other types.  
Kan worden onderverdeeld inUniverseelenSpeciaal type:;According to the width of the data bus and the length of data bytes that can be processed at one time, it can be divided into8-, 16- en 32-bits MCU.  
At present, the most extensive domestic MCU application market isconsumentenelektronicaveld, gevolgd doorIndustrial field, and automotive electronics market. Consumer electronics includes household appliances, televisions, game consoles, audio and video systems, etc. Industrial fields include smart homes, automation, medical applications, and new energy generation and distribution. The automotive field includes automotive powertrain and safety control systems.

       

3

Basisfuncties van een microcontroller

   

Voor de meeste microcontrollers zijn de volgende functies het meest voorkomend en basaal. De beschrijving ervan kan per microcontroller verschillen, maar in essentie komen ze op hetzelfde neer:

  1. TImer (timer):Although there are many types of TImers, they can be summarized into two major categories:Een van de typen is een timer met vaste tijdsintervallen.Dat wil zeggen dat de timing door het systeem wordt ingesteld en niet door het gebruikersprogramma kan worden geregeld. Het systeem biedt alleen een aantal vaste tijdsintervallen waaruit het gebruikersprogramma kan kiezen, zoals 32 Hz, 16 Hz, 8 Hz, enzovoort. Dit type timer komt veel voor in 4-bits microcontrollers en kan daarom worden gebruikt voor het implementeren van klok-, timing- en andere gerelateerde functies.  
  The other type is Programmable Timer (programmable timer).Zoals de naam al doet vermoeden, kan de timing van dit type timer worden geregeld door het programma van de gebruiker. De besturingsmethoden omvatten: selectie van de klokbron, selectie van de frequentiedeling (prescale) en het instellen van een presetnummer. Sommige microcontrollers hebben alle drie tegelijk, terwijl andere er slechts één of twee hebben. Dit type timer is zeer flexibel in gebruik en de toepassing ervan verandert voortdurend. Een van de meest voorkomende toepassingen is het gebruik ervan voor het implementeren van PWM-uitvoer.  
Omdat de klokbron vrij gekozen kan worden, wordt dit type timer doorgaans gecombineerd met een gebeurtenisteller.  
  2. IO port:Elke microcontroller (MCU) heeft een bepaald aantal I/O-poorten. Zonder I/O-poorten verliest de MCU de communicatiekanalen met de buitenwereld. Afhankelijk van de configureerbaarheid van de I/O-poorten kunnen deze worden onderverdeeld in de volgende typen:
  Pure input or pure output port:Dit type I/O-poort wordt bepaald door het hardwareontwerp van de microcontroller en kan alleen als invoer of uitvoer worden gebruikt. Software kan niet worden gebruikt voor realtime-instellingen.  
  Directe lees- en schrijf-IO-poort:For example, the IO port of MCS-51 belongs to this type of IO port. When the read IO port instruction is executed, it is an input port; when the write IO port instruction is executed, it is automatically an output port.  
  Programming to set the input and output direction:De in- of uitgang van dit type I/O-poort wordt door het programma ingesteld op basis van de daadwerkelijke behoeften. De toepassing is relatief flexibel en kan diverse busniveau-toepassingen realiseren, zoals I2C-bus, verschillende LCD- en LED-driverbesturingsbussen, enzovoort.  
For the use of IO ports, an important point that must be kept in mind is: for the input port, there must be a clear level signal to ensure that it cannot float (this can be achieved by adding a pull-up or pull-down resistor); and for the output port, the output status level must consider its external connection conditions, and it should be ensured that there is no pulling or sinking current in the standby or static state.  
  3. External interrupt:External interrupts are also the basic functions of most MCUs. They are generally used for real-time triggering of signals, data sampling and status detection. The interrupt methods include rising edge triggering, falling edge triggering and level triggering. External interrupts are generally implemented through input ports. If it is an IO port, its interrupt function will be turned on only when it is set to input; if it is an output port, the external interrupt function will be automatically turned off (there are some exceptions in ATMEL's ATiny series, which can also trigger the interrupt function when it is an output port). The applications of external interrupts are as follows:
  Detection of external trigger signals:De ene reden is gebaseerd op realtime-vereisten, zoals thyristorbesturing, detectie van plotselinge signalen, enz., terwijl de andere de behoefte aan energiebesparing betreft.  
  Measurement of signal frequency:In order to ensure that signals are not missed, external interrupts are the ideal choice.  
  Gegevens decoderen:In the field of remote control applications, in order to reduce the design cost, it is often necessary to use software to decode various encoded data, such as the decoding of Manchester and PWM encoding.  
  Key detection and system wake-up:For an MCU that enters the sleep state, it generally needs to be awakened through an external interrupt. The most basic form is a button, and the level changes are caused by the action of the button.  
  4. Communicatie-interface:The communication interfaces provided by MCU generally include SPI interface, UART, I2C interface, etc., which are described as follows:
  SPI-interface:Dit type interface is de meest basale communicatiemethode die door de meeste microcontrollers wordt aangeboden. De gegevensoverdracht wordt geregeld door een synchrone klok. De signalen omvatten: SDI (seriële data-ingang), SDO (seriële data-uitgang), SCLK (seriële klok) en een Ready-signaal; in sommige gevallen is er geen Ready-signaal. Dit type interface kan werken in master- of slave-modus. Het hangt er vaak vanaf wie het kloksignaal levert. De partij die de klok levert is de master en de andere partij is de slave.  
  UART (Universele Asynchrone Ontvangen Zenden):Het is de meest eenvoudige asynchrone transmissie-interface, met slechts twee signaallijnen: Rx en Tx. Het basisdataformaat is: Startbit + Databit (7-bits/8-bits) + Pariteitsbit (even, oneven of geen) + Stopbit (1-2 bits). De tijd die één databit in beslag neemt, wordt de baudrate genoemd.  
For most MCUs, the length of data bits, data check mode (odd check, even check or no check), stop bit (Stop Bit) length and Baud Rate can be flexibly set through program programming. The most commonly used method of this type of interface is to communicate with the serial port of a PC.  
  I2C-interface:I2C is a data transmission protocol developed by Philips. It is also implemented using 2 signals: SDAT (serial data input and output) and SCLK (serial clock). Its biggest benefit is that multiple devices can be attached to this bus and identified and accessed through addresses; one of the biggest benefits of the I2C bus is that it is very convenient to use software to implement it through the IO port. Its transmission data rate is completely controlled by SCLK, which can be fast or slow, unlike the UART interface, which has strict rate requirements.  
  5. Watchdog (watchdog timer):Watchdog is also a basic configuration of most MCUs (some 4-bit MCUs may not have this function). The Watchdog of most MCUs can only allow the program to reset it but not turn it off (some are set when the program is burned in, such as Microchip PIC series MCUs), while some MCUs use a specific method to decide whether to turn it on, such as Samsung's KS57 series. As long as the program accesses the Watchdog register, it is automatically turned on and cannot be turned off again. Generally speaking, the reset time of watchdog can be set programmably. The most basic application of Watchdog is to provide a self-recovery capability for MCUs that crash due to unexpected failures.

4

Wereldwijde fabrikant van gangbare microcontrollers

The following is a list of microcontrollers from mainstream manufacturers (there may be some omissions), in no particular order.

Europa en Amerika

  1. Freescale+NXP (Freescale+NXP):The Netherlands mainly provides 16-bit and 32-bit MCUs. Applications: Automotive electronics, LED and general lighting, healthcare, multimedia convergence, home appliances and power tools, building automation technology motor control, power supplies and power converters, energy and smart grids, automation, computer and communication infrastructure.  
  2. Microchip+Atmel (Microchip Technology + Atmel):The United States mainly provides 16-bit and 32-bit MCUs. Applications: automotive electronics, industrial use, motor control, automobiles, building automation, home appliances, home entertainment, industrial automation, lighting, Internet of Things, smart energy, mobile electronic equipment, computer peripherals.  
  3. Cypress+Spansion (Cypress+Spansion):De Verenigde Staten leveren voornamelijk 8-bits, 16-bits en 32-bits microcontrollers. Toepassingen: auto-elektronica, huishoudelijke apparaten, medische apparatuur, consumentenelektronica, communicatie en telecommunicatie, industrie, draadloze communicatie.  
  4. ADI (Analog Devices):The United States mainly provides 8-bit, 16-bit, and 32-bit MCUs. Applications: Aerospace and defense, automotive applications, building technology, communications, consumer electronics, energy, healthcare, instrumentation and measurement, motors, industrial automation, security.  
  5. Infineon:Germany mainly provides 16-bit and 32-bit MCUs. Applications: automotive electronics, consumer electronics, engineering, commercial and agricultural vehicles, data processing, electric transportation, industrial applications, medical equipment, mobile equipment, motor control and drive, power supply, for motorcycles, electric bicycles and small electric vehicles, smart grids, lighting, solar system solutions, wind energy system solutions.  
  6. ST Microelectronics:Italy/France, mainly provides 32-bit MCU. Applications: LED and general lighting, transportation, healthcare, multimedia convergence, home appliances and power tools, building automation technology motor control, power supplies and power converters, energy and smart grids, automation, computer and communication infrastructure.  
  7. Qualcomm:De Verenigde Staten leveren voornamelijk 16-bits en 32-bits microcontrollers. Toepassingen: smartphones, tablets, draadloze modems.  
  8. Texas Instruments:The United States mainly provides 16-bit and 32-bit MCUs. Application scope: automotive electronics, consumer electronics, medical equipment, mobile devices, communications.  
  9. Maxime:The United States mainly provides 32-bit MCUs. Application scope: automotive electronics, consumer electronics, industrial applications, security.  
  Japan en Zuid-Korea  
  1. Renesas:Japan mainly provides 16-bit and 32-bit MCUs. Application scope: computers and peripherals, consumer electronics, health and medical electronics, automotive electronics, industry, and communications.  
  2. Toshiba:Japan mainly provides 16-bit and 32-bit MCUs. Application scope: automotive electronics, industrial use, motor control, wireless communications, mobile phones, computers and peripheral equipment, imaging and audio and video, consumer (home appliances), LED lighting, security, power management, entertainment equipment.  
  3. Fujitsu:Japan mainly provides 32-bit MCUs. Application scope: automobile, medical, machinery, home appliances.  
  4. Samsung Elektronica:South Korea mainly provides 16-bit and 32-bit MCUs. Applications: automotive electronics, industrial use, motor control, automobiles, building automation, home appliances, home entertainment, industrial automation, lighting, Internet of Things, smart energy, mobile electronic equipment, computer peripherals.  
  China-regio  
  ▍Vasteland China
 
  1. Sigma Microelectronics:Mainly provides 32-bit MCU, application scope: telecommunications, manufacturing, energy, transportation, electric power, etc.  
  2. Zhuhai Orbit:Mainly providing 32-bit MCU, application scope: aerospace: satellite station ships, aircraft; high-end industrial control: embedded computers; ship control, industrial control, power equipment, environmental monitoring.  
  3. GigaDevice Innovation:Mainly providing 32-bit MCU, application scope: industrial automation, human-machine interface, motor control, security monitoring, smart home, Internet of Things.  
  4. Shengsi Microelectronics:Mainly providing 8-bit and 32-bit MCUs, application scope: small household appliances, consumer electronics, remote controls, mice, lithium batteries, digital products, automotive electronics, medical instruments and measurement, toys, industrial control, smart home and security and other fields.  
  5. Chipsea-technologie:Mainly providing 16- and 32-bit MCUs, application scope: instrumentation, Internet of Things, consumer electronics, home appliances, automotive electronics.  
  6. Lianhua Geïntegreerde schakeling:Mainly providing 8-bit and 16-bit MCUs, application scope: consumer electronics, white goods, industrial control, communication equipment, automotive electronics, computers.  
  7. Zhuhai Jianrong:Mainly provides 8-bit MCU, application scope: household appliances, mobile power supply.  
  8. Juxin Technology:Mainly providing 8-bit to 32-bit MCUs, application range: tablet computers, smart home, multimedia, Bluetooth, wifi audio.  
  9. Aisco Microelectronics:Mainly providing 8-bit and 16-bit MCUs, application scope: consumer chips, communication chips, information chips, home appliances.  
  10. Huaxin Microelectronics:Mainly providing 8-bit and 4-bit MCUs, application scope: satellite receivers, mobile phone chargers, perpetual calendars, all-in-one remote controls.  
  11. Shanghai Belling (Huada Semiconductor Holdings):Mainly providing 8-bit, 16-bit, and 32-bit MCUs, application scope: computer peripherals, HDTV, power management, small appliances, digital appliances.  
  12. Haier-geïntegreerde schakeling:It mainly provides 14-bit, 15-bit, and 16-bit MCUs. Application scope: consumer electronics, automotive electronics, industry, and smart instruments.  
  13. Beijing Junzheng:Mainly provides 32-bit MCU, application scope: wearable devices, Internet of Things, smart home appliances, automobiles, consumer electronics, tablet computers.  
  14. China Micro Semiconductor:Wij leveren hoofdzakelijk 8-bits microcontrollers, met als toepassingsgebieden: slimme huishoudelijke apparaten, auto-elektronica, beveiligingssystemen, ledverlichting en tuinverlichting, slim speelgoed, slimme woningen en consumentenelektronica.  
  15. China Loongson Integrated Circuit:Het product levert hoofdzakelijk 32-bits microcontrollers en is geschikt voor de volgende toepassingsgebieden: energiemonitoring, slimme netwerken, industriële digitale besturing, Internet of Things, slimme woningen en datamonitoring.  
  16. Ziguang Microelectronics:Levert hoofdzakelijk 8-bits en 16-bits microcontrollers, toepassingsgebied: slimme huishoudelijke apparaten.  
  17. Times Minxin:Mainly provides 32-bit MCU, application scope: car navigation, traffic monitoring, fishing vessel supervision, power telecommunications network.  
  18. China Resources Silicon Microelectronics (een dochteronderneming van China Resources Microelectronics):Mainly provides 8-bit and 16-bit MCUs, application scope: consumer electronics, industrial control, home appliances.  
  19. Guoxin Technology:Voornamelijk 32-bits microcontrollers, toepassingsgebied: informatiebeveiliging, kantoorautomatisering, communicatienetwerken en informatiebeveiliging.  
  20. Zhongtian-micro:Voornamelijk 32-bits microcontrollers, toepassingsgebieden: smartphones, digitale tv's, settopboxen, auto-elektronica, GPS, e-readers en printers.  
  21. China Resources Microelectronics:Levert hoofdzakelijk 8-bits en 16-bits microcontrollers, toepassingsgebied: algemene besturingscircuits voor huishoudelijke apparaten, consumentenelektronica en industriële automatiseringssystemen.  
  22. Zhongying Electronics:Wij leveren hoofdzakelijk 4-bits, 8-bits, 16-bits en 32-bits microcontrollers, met als toepassingsgebied: huishoudelijke apparaten en motoren.  
  23. Smart Microelectronics:Mainly providing 32-bit, application range: motor control, Bluetooth control, high-definition display, wireless charging, drones, micro printers, smart labels, electronic cigarettes, LED dot matrix screens, etc.  
  24. Nuvoton Technology:Biedt hoofdzakelijk 32-bits microcontrollers aan, toepassingsgebied: verlichting, Internet of Things, enz.  
  25. Neusoft Carrier:Mainly providing 8-bit and 32-bit MCUs, application scope: home appliances, smart homes, instrumentation, LCD panel controllers, industrial control, etc.  
  26. Betley:Het bedrijf levert hoofdzakelijk 32-bits microcontrollers, met als toepassingsgebied: slimme huizen, industriële besturing en consumentenproducten.  
  27. Shengquan Technology:Mainly provides 8-bit MCU, application range: small and medium-sized display panels for automotive, education, industrial control, medical, etc.  
  28. Hangshun-chip:Mainly provides 8-bit and 32-bit MCUs, application scope: automotive, Internet of Things, etc.  
  29. Fudan Microelectronics:Levert hoofdzakelijk 16-bits en 32-bits microcontrollers, toepassingsgebieden: slimme meters, slimme deursloten, enz.  
  30. Huada Semiconductor:Het bedrijf levert hoofdzakelijk 8-bits, 16-bits en 32-bits microcontrollers (MCU's), met toepassingsgebieden zoals industriële besturing, intelligente productie, slim wonen en het internet der dingen.  
  ▍Taiwan, China  
  1. Hongjing Technology:Mainly provide 8-bit MCU. Application scope: communications, industrial control, information appliances, and voice.  
  2. Holtek Semiconductor:Mainly provide 8-bit and 32-bit MCU. Application scope: consumer electronics, LED lighting, etc.  
  3. Lingyang Technologie:Mainly provides 8-bit and 16-bit MCUs. Application scope: home audio and video.  
  4. Zhongying Electronics:Mainly provides 4-bit and 8-bit MCUs. Application scope: chargers, mobile power supplies, home appliances, industrial control.  
  5. Songhan Technologie:Wij leveren hoofdzakelijk 8-bits en 32-bits microcontrollers. Toepassingsgebieden: afstandsbedieningen, slimme opladers, grote en kleine systemen, elektronische weegschalen, oorthermometers, bloeddrukmeters, bandenspanningsmeters, diverse meet- en gezondheidsapparatuur.  
  6. Winbond Electronics:Mainly provides 8-bit and 16-bit MCUs. Application scope: automotive electronics, industrial electronics, network, computer, consumer electronics, Internet of Things.  
  7. Tienversnellingstechnologie:Wij leveren hoofdzakelijk 4-bits, 8-bits en 51-bits microcontrollers. Toepassingsgebieden: afstandsbedieningen, kleine huishoudelijke apparaten.  
  8. Youhua Microelectronics:Levert hoofdzakelijk 4-bits en 8-bits microcontrollers. Toepassingsgebied: geïntegreerde schakelingen voor gegevensopname, consumentenelektronica, huishoudelijke producten.  
  9. Yingguang Technology MCU:Levert hoofdzakelijk 4-bits en 8-bits microcontrollers. Toepassingsgebieden: machines, automatisering, huishoudelijke apparaten, robots.  
  10. Elan Electronics:Mainly provides 8-bit and 16-bit MCUs. Application scope: consumer electronics, computers, smartphones.

       

5

Tips voor het leren over microcontrollers

The basic principles and functions of any MCU are similar.The only difference is the configuration and quantity of its peripheral function modules, command system, etc..  
As for the command system, although it seems to be very different in form,But in fact it’s just a difference in symbols,De betekenissen die ze vertegenwoordigen, de functies die moeten worden uitgevoerd en de aanspreekmethoden zijn in principe vergelijkbaar.  
To understand an MCU, you first need to know itsROM space, RAM space, number of IO ports, number of timers and timing methods, provided peripheral function modules (Peripheral Circuit), interrupt sources, operating voltage and power consumption, etc.  
Na het begrijpen van deze MCU-functies is de volgende stap het vergelijken van de functies van de geselecteerde MCU met de functies die nodig zijn voor de daadwerkelijke projectontwikkeling, en het vaststellen welke resources momenteel nodig zijn en welke niet in dit project worden gebruikt.  
Voor functies die in het project nodig zijn, maar niet door de gekozen microcontroller worden ondersteund, is het belangrijk om de relevante informatie van de microcontroller zorgvuldig te bestuderen om indirecte methoden te kunnen gebruiken. Als het project dat u ontwikkelt bijvoorbeeld moet communiceren met de COM-poort van de pc en de gekozen microcontroller geen UART-poort heeft, kunt u overwegen om externe interrupts te gebruiken.  
Voor de benodigde resources voor projectontwikkeling is het belangrijk dat u de handleiding* zorgvuldig leest en begrijpt. De niet-essentiële functionele modules kunt u negeren of doorbladeren. Bij het leren werken met microcontrollers is de toepassing essentieel en het belangrijkste doel.  
Nadat je de relevante functies van de microcontroller hebt verduidelijkt, kun je beginnen met programmeren.  
Beginners of ontwerpers die deze microcontroller voor het eerst gebruiken, kunnen vaak onduidelijke beschrijvingen van de functies tegenkomen. Hiervoor zijn twee oplossingen. De eerste is het schrijven van een speciaal verificatieprogramma om de beschreven functies te begrijpen; de tweede is om de beschrijvingen tijdelijk te negeren en het microcontrollerprogramma te schrijven op basis van je huidige kennis, waarna je het tijdens het debuggen kunt aanpassen en verbeteren. De eerste methode is geschikt voor projecten met voldoende tijd en voor beginners, terwijl de tweede methode geschikt is voor mensen met ervaring in microcontrollerontwikkeling of wanneer de projectplanning strak is.  
 

Neem geen extra tijd om het commandosysteem te begrijpen. Het instructiesetsysteem is slechts een symbool van logische beschrijving. Je kunt de relevante instructies alleen interpreteren op basis van je eigen logica en de logische vereisten van het programma tijdens het programmeren. Naarmate je meer programmeert, zul je steeds beter worden in het instructiesetsysteem en het zelfs onbewust onthouden.

Telefoonnummer van het bedrijf: +86-0755-83044319
Fax: +86-0755-83975897
E-mail: 1615456225@qq.com
Vraag: 3518641314 Manager Li

Vraag: 332496225 Manager Qiu

Adres: Kamer 809, Gebouw C, Zhantao Technologiegebouw, Minzhilaan 1079, Longhua Nieuw District, Shenzhen