如何為您的應(yīng)用選擇合適的微控制器？

文章目錄

寫在前面

正文

選擇制造商

關(guān)鍵參數(shù)

數(shù)模轉(zhuǎn)換器

模數(shù)轉(zhuǎn)換器

時鐘頻率

通用串行總線（USB）

電容式觸摸感

成本和包裝尺寸

評估硬件

結(jié)論

延伸閱讀

交個朋友

寫在前面

正文

本文是微控制器簡介系列的繼續(xù)，討論了當您試圖為下一個項目尋找最佳MCU時要考慮的最重要事項。

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，我計劃探索與實現(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)計中涉及的技能和技術(shù)當然不是特定于某個零件號，甚至也不是某個制造商，但是，如果您在該領(lǐng)域還沒有廣泛的專業(yè)知識，那么最好只關(guān)注一種設(shè)備（或一個設(shè)備系列），然后在獲得一些扎實的經(jīng)驗之后再進行擴展。

選擇制造商

銷售微控制器的半導(dǎo)體公司的名單相當長。 但是，我強烈建議您從一家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IDE，它為您提供了一個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)每個應(yīng)用程序的要求更輕松地微調(diào)組件選擇，因為您可以選擇新的部件號而不必承受因從一個制造商切換到另一個制造商而引起的急劇變化。 當您必須學習新的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，這可能會很麻煩且很耗時，并且我仍然盡可能避免這些不便之處。

正如您在STMicro的本選擇指南中所看到的，您可以將自己限制在一個制造商出售的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)代微控制器都將提供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，時鐘頻率高于10 MHz，有足夠數(shù)量的閃存和RAM， 內(nèi)部振蕩器，通用定時器或集成調(diào)試模塊（它們通常使用JTAG接口）的MCU。

以下小節(jié)提供了一些“非標準”功能的示例，這些功能將幫助您縮小可能適合給定項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不會有任何困難，但DAC的使用卻明顯減少。 但是，它們在某些應(yīng)用中非常有用，并且集成DAC當然比外部DAC方便得多。

我使用集成到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，這是真的，但是我應(yīng)該指出，許多微控制器ADC的性能處于中低水平。 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。 多年前，我發(fā)現(xiàn)自己處在這種情況下，如果我沒記錯的話，沒有什么可以與Silicon Labs的C8051F060競爭（它具有兩個集成的ADC，它們可以以每秒一百萬個采樣的速度執(zhí)行16位轉(zhuǎn)換）。

時鐘頻率

如果要使微控制器與計算密集型DSP功能更兼容，則需要對支持高處理器頻率的設(shè)備進行優(yōu)先級排序。 Silicon Labs有兩個工作在100 MHz的8位系列，STMicroelectronics和Microchip都具有工作在120 MHz的高性能32位MCU。

通用串行總線（USB）

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，簡單的方法，建議您重點關(guān)注集成了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)在概念上很簡單，但實際實現(xiàn)可能相當復(fù)雜，擁有專門用于支持此類接口的微控制器絕對有幫助。據(jù)我所知，微控制器具有電容式觸摸感應(yīng)外設(shè)在某種程度上還是很不尋常的，因此您在選擇零件時需要優(yōu)先考慮此功能。

我的同事馬克·休斯（Mark Hughes）在德州儀器（TI）的MSP430微控制器周圍設(shè)計了電容式觸摸界面。

成本和包裝尺寸

將這些參數(shù)放置在零件選擇過程的特定部分中很困難，因為它們的重要性在一個應(yīng)用程序與另一個應(yīng)用程序之間差異很大。 在某些情況下，您有大量的電路板空間，可以完全忽略封裝的尺寸，而對于開發(fā)永遠不會大量生產(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。 在這種情況下，您需要不斷了解價格和/或包裝尺寸，因為您將根據(jù)關(guān)鍵參數(shù)和首選制造商逐漸過濾掉零件。

評估硬件

從業(yè)余愛好者到專業(yè)工程師的每個人都可以從精心設(shè)計且價格合理的開發(fā)板中受益。 通常，這是評估微控制器并對其編程接口和功能細節(jié)有所了解的最輕松，最可靠的方法。 在將搜索范圍縮小到一些有希望的零件編號之后，請在確定最終決定之前檢查價格合理的評估板。

結(jié)論

我希望本指南可以幫助您在有時令人生畏的過程中進行選擇，該過程是從市售的數(shù)千種微控制器中選擇一種的。 選擇設(shè)備后，就該開始閱讀數(shù)據(jù)手冊并設(shè)計系統(tǒng)了，我們將在以后的文章中介紹這些主題。

延伸閱讀

此系列文章：

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How to Choose the Right Microcontroller for Your Application

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