1、為什么要學(xué)習(xí)MCU？

MCU（Microcontroller Unit），即微控制器或單片機(jī)，是一種將CPU、存儲器、I/O接口和其他必要部件集成到單個芯片上的微型計算機(jī)。MCU具有體積小、功耗低、價格便宜等特點，廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中。缺點是計算性能一般。學(xué)習(xí)MCU可以幫助我們：

理解計算機(jī)底層工作原理

掌握嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)

提高動手能力和解決問題的能力

為將來從事硬件開發(fā)、軟件開發(fā)等工作打下基礎(chǔ)

2、學(xué)習(xí)MCU對軟件和硬件開發(fā)有什么好處？

對于軟件開發(fā)人員來說，學(xué)習(xí)MCU可以幫助他們：

理解硬件平臺，更好地編寫與硬件相關(guān)的軟件

提高軟件效率和性能

降低軟件開發(fā)成本

對于硬件開發(fā)人員來說，學(xué)習(xí)MCU可以幫助他們：

理解軟件開發(fā)流程，更好地與軟件開發(fā)人員協(xié)作

提高硬件設(shè)計水平

降低硬件開發(fā)成本

3、MCU芯片分類

MCU可以根據(jù)以下幾種方式進(jìn)行分類：

按位數(shù)分類：8位MCU、16位MCU、32位MCU。MCU的位數(shù)是指CPU的位數(shù)，它決定了MCU的運算能力和數(shù)據(jù)處理能力。8位MCU具有較低的運算能力和數(shù)據(jù)處理能力，但價格便宜，功耗低，適用于對性能要求不高的場合。16位MCU具有比8位MCU更高的運算能力和數(shù)據(jù)處理能力，適用于對性能要求一般的場合。32位MCU具有最高的運算能力和數(shù)據(jù)處理能力，適用于對性能要求較高的場合。現(xiàn)在32位是市場的主流產(chǎn)品。

按架構(gòu)分類：ARM架構(gòu)MCU、RISCV架構(gòu)MCU。ARM Cortex M系列占據(jù)主流地位。ARM Cortex包括A系列、R系列和M系列。A系列是高性能處理器的內(nèi)核，通常用于高性能計算和通用操作系統(tǒng)的執(zhí)行，處理器是包含操作系統(tǒng)（如Android、Linux等），應(yīng)用是手機(jī)、pad、服務(wù)器等。A系列的特點是多級流水線、超標(biāo)量執(zhí)行、亂序執(zhí)行等特性，可以快速高效處理多線程和多任務(wù)，功耗一般較高。R系列是用于嵌入式實時處理器的內(nèi)核，主攻實時性能和可預(yù)測性，一般用于處理如汽車電子、工業(yè)控制、嵌入式系統(tǒng)等實時控制任務(wù)，R系列的特點是低延遲、高吞吐量和實時性能。M系列是用于微控制器（MCU）的處理器核，主攻低功耗、小巧尺寸、及時控制，一般用在玩具、電機(jī)、電源、物聯(lián)網(wǎng)終端等小型嵌入式系統(tǒng)，M系列的特點是單一周期執(zhí)行、中斷處理、低功耗，通常不運行操作系統(tǒng)或只運行實時操作系統(tǒng)（RTOS）。

圖：來源NXP，MPU與MCU的區(qū)別對比

按應(yīng)用領(lǐng)域分類：通用MCU、專用MCU。通用MCU具有較強(qiáng)的通用性。而專用MCU針對特定的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行設(shè)計。專用MCU包括電機(jī)MCU、安全MCU、觸控MCU、I/O控制器、電表MCU、計量MCU、紅外線MCU、其它專用MCU等。

4、MCU系統(tǒng)框圖

MCU一般包括接口模塊（UART、SPI、I2C、SDRAM、CAN、JTAG 等）、存儲模塊（Flash、SRAM等）、定時器模塊（通用TIMER、PWM、WDT、等）、模擬模塊（ADC、DAC、比較器、運放等）、算法模塊（AES、AES128、CRC、除法器、CORDIC）等。

圖片來源：ST 某款MCU的系統(tǒng)框圖