1分钟读懂mcu原理

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导读：MCU是什么?MCU就是我们日常生活中所用的单片机(微控制单元Microcontroller Unit)简称MCU。它集成了内处理器(CPU)、存储器(RAM、ROM)、计数器、以及I/O端口为一体的一块集成芯片。在此硬件电路基础上，将要处理的数据、计算方法、步骤、操作命令编制成程序，存放于MCU内部或外部存储器中，MCU在运行时能自动地、连续地从存储器中取出并执行。
原理简介
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。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。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。
为了读出传感器测量值寄存器中的16位数据,MCU必须与传感器进行两次8位数据通信。当传感器上电工作时,默认的测量精度为9位,分辨力为0.5 C/LSB(量程为-128.5 C至128.5 C)。本方案采用默认测量精度,根据需要,可以重新设置传感器,将测量精度提高到12位。如果只要求作一般的温度指示?比如自动调温器,那么分辨力达到1 C就可以满足要求了。这种情况下,传感器的低8位数据可以忽略,只用高8位数据就可以达到分辨力1 C的设计要求。由于读取寄存器时是按先高8位后低8位的顺序,所以低8位数据既可以读,也可以不读。只读取高8位数据的好处有二,第一是可以缩短MCU和传感器的工作时间,降低功耗:第二是不影响分辨力指标。
结构与组成
　　Ⅰ：中央处理器CPU，包括运算器、控制器和寄存器组。是MCU内部的核心部件，由运算部件和控制部件两大部分组成。前者能完成数据的算术逻辑运算、位变量处理和数据传送操作，后者是按一定时序协调工作，是分析和执行指令的部件。
　　Ⅱ：存储器，包括ROM和RAM。ROM程序存储器，MCU的工作是按事先编制好的程序一条条循序执行的，ROM程序存储器即用来存放已编的程序(系统程序由制造厂家编制和写入)。存储数据掉电后不消失。ROM又分为片内存储器和片外(扩展)存储器两种。

　　RAM数据存储器，在程序运行过程中可以随时写入数据，又可以随时读出数据。存储数据在掉电后不能保持。
　　RAM也分为片内数据存储器和片外(扩展)存储器两种。
　　Ⅲ：输入、输出I/O接口，与外部输入、输出(电路)设备相连接。PO/P1/P2/P3等数字I/O接口，内部电路含端口锁存器、输出驱动器和输入缓冲器等电路。其中PO为三态双向接口，P1/P2/P3数字I/O端口，内部驱动器为“开路集电极”输出电路，应用时内部或外部电路接有上拉电阻。每个端口均可作为数字信号输入或输出口，并具有复用功能(指端口功能有第一功能、第二功能甚至数个功能，在应用中可灵活设置)。
　　MCU器件，除数字I/O端口外，还有ADC模拟量输入、输出端口，输入信号经内部A/D转换电路，变换为数字(频率)信号，再进行处理;对输出模拟量信号，则先经D/A转换后，再输出至外部电路。

(来源：网络)

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