mcu

mcu又叫微控制单元，又称单片微型计算机或者单片机，是把中央处理器(CPU)的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。

单片机出现的历史并不长，但发展十分迅猛。它的产生与发展和微处理器的产生与发展大体同步，自1971年美国Intel公司首先推出4位微处理器以来，它的发展到目前为止大致可分为5个阶段。1971-1976单片机发展的初级阶段。1976-1980低性能单片机阶段。1980-1983高性能单片机阶段。1983-80年代末16位单片机阶段。1990年代单片机在集成度、功能、速度、可靠性、应用领域等全方位向更高水平发展。

按照单片机的特点，单片机的应用分为单机应用与多机应用。在一个应用系统中，只使用一片单片机称为单机应用。单片机的单机应用的范围包括：(1)测控系统。用单片机可以构成各种不太复杂的工业控制系统、自适应控制系统、数据采集系统等,达到测量与控制的目的。(2)智能仪表。用单片机改造原有的测量、控制仪表,促进仪表向数字化、智能化、多功能化、综合化、柔性化方向发展。(3)机电一体化产品。单片机与传统的机械产品相结合,使传统机械产品结构简化,控制智能化。(4)智能接口。在计算机控制系统,特别是在较大型的工业测、控系统中,用单片机进行接口的控制与管理提高了系统的运行速度。(5)智能民用产品。如在家用电器、玩具、游戏机、声像设备、电子秤使产品的功能大大增强,性能得到提高。

单片机的多机应用系统可分为功能集散系统、并行多机处理及局部网络系统。(1)功能集散系统。多功能集散系统是为了满足工程系统多种外围功能的要求而设置的多机系统。(2)并行多机控制系统。并行多机控制系统主要解决工程应用系统的快速性问题,以便构成大型实时工程应用系统。(3)局部网络系统。

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MCU指微控制单元，又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)或者单片机，是把中央处理器(Central Process Unit CPU)的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。诸如手机、PC外围、遥控器，至汽车电子、工业上的步进马达、机器手臂的控制等，都可见到MCU的身影。

单片机发展的初级阶段。1971年11月Intel公司首先设计出集成度为2000只晶体管/片的4位微处理器Intel 4004，并配有RAM、ROM和移位寄存器，构成了第一台MCS—4微处理器，而后又推出了8位微处理器Intel 8008，以及其它各公司相继推出的8位微处理器。低性能单片机阶段。以1976年Intel公司推出的MCS—48系列为代表,采用将8位CPU、8位并行I/O接口、8位定时/计数器、RAM和ROM等集成于一块半导体芯片上的单片结构，虽然其寻址范围有限（不大于4 KB），也没有串行I/O，RAM、ROM容量小，中断系统也较简单，但功能可满足一般工业控制和智能化仪器、仪表等的需要。

MCU同温度传感器之间通过I2C总线连接。I2C总线占用2条MCU输入输出口线，二者之间的通信完全依靠软件完成。温度传感器的地址可以通过2根地址引脚设定，这使得一根I2C总线上可以同时连接8个这样的传感器。本方案中，传感器的7位地址已经设定为1001000。MCU需要访问传感器时，先要发出一个8位的寄存器指针，然后再发出传感器的地址（7位地址，低位是WR信号）。传感器中有3个寄存器可供MCU使用，8位寄存器指针就是用来确定MCU究竟要使用哪个寄存器的。本方案中，主程序会不断更新传感器的配置寄存器，这会使传感器工作于单步模式，每更新一次就会测量一次温度。

要读取传感器测量值寄存器的内容，MCU必须首先发送传感器地址和寄存器指针。MCU发出一个启动信号，接着发出传感器地址，然后将RD/WR管脚设为高电平，就可以读取测量值寄存器。

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