一、MCU 的定义
1.1 MCU 是什么
微控制器( Microcontroller Unit；MCU ) ，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。
1.2 CPU / MPU / MCU / SOC
CPU ( Central Processing Unit ) ，是一台计算机的运算核心和控制核心。 CPU 由运算器、控制器和寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线构成。差不多所有的 CPU 的运作原理可分为四个阶段：提取( Fetch )、解码( Decode )、执行( Execute )和写回( Writeback )。 CPU 从存储器或高速缓冲存储器中取出指令，放入指令寄存器，并对指令译码，并执行指令。所谓的计算机的可编程性主要是指对 CPU 的编程。
MPU ( Micro Processor Unit )，叫微处理器(不是微控制器)，通常代表一个功能强大的 CPU (暂且理解为增强版的 CPU 吧),但不是为任何已有的特定计算目的而设计的芯片。这种芯片往往是个人计算机和高端工作站的核心 CPU 。 Intel X86 ， ARM 的一些 Cortex-A 芯片如飞思卡尔 i.MX6 、全志 A20 、 TI AM335X 等都属于 MPU 。
MCU (Micro Control Unit )，叫微控制器，是指随着大规模集成电路的出现及其发展，将计算机的 CPU 、 RAM 、 ROM 、定时计数器和多种 I/O 接口集成在一片芯片上，形成芯片级的芯片，比如 51 ， AVR 、 Cortex-M 这些芯片，内部除了 CPU 外还有 RAM 、 ROM ，可以直接加简单的外围器件(电阻，电容)就可以运行代码了。而如 x86 、 ARM 这些 MPU 就不能直接放代码了，它只不过是增强版的 CPU ，所以得添加 RAM ， ROM 。
SOC (System on Chip) ，指的是片上系统，MCU只是芯片级的芯片，而 SOC 是系统级的芯片，它既 MCU( 51，avr )那样有内置 RAM 、 ROM 同时又像 MPU 那样强大，不单单是放简单的代码，可以放系统级的代码，也就是说可以运行操作系统(将就认为是 MCU 集成化与 MPU 强处理力各优点二合一)。
二、MCU 主要分类
按用途分类：
通用型：将可开发的资源（ROM、RAM、I/O、 EPROM）等全部提供给用户。
专用型：其硬件及指令是按照某种特定用途而设计，例如录音机机芯控制器、打印机控制器、电机控制器等。
按其基本操作处理的数据位数分类：
根据总线或数据暂存器的宽度，单片机又分为 1 位、 4 位、 8 位、 16 位、 32 位甚至 64位单片机。
按其存储器类型分类
无片内 ROM 型、带片内 ROM 型两种
按存储器结构
哈佛（ Harvard ）结构和冯·诺依曼（ Von Neumann ）结构。
按指令结构
CISC（ Complex InstrucTIon Set Computer ，复杂指令集计算机）和RISC（Reduced InstrucTIon Set Comuter ，精简指令集计算机微控制器）
三、MCU 的命名规则
以 N32G457 系列为例：
N : 公司简称, Nation Technology
32 : 处理器位宽, 32bit
G : 产品家族, General purpose
4 : MCU 内核, ARM Cortex-M4
57 : 产品系列, x7 = 互联型
R : 引脚个数, R = 64 , M = 80 , V = 100 , Q = 128
C : Flash 容量, C = 256KB Flash , E = 512KB Flash
L : 封装, LQFP
7 : 温度等级,-40~+105°C
四、MCU 的基本要素
4.1 内核 CPU
8 bits
8051, Microchip（ Atmel ） AVR8, NXP（Freescale）S08, ST STM8, Renesas RL78S1
16 bits
TI MSP430, NXP（Freescale） S12, Renesas RL78S2/S3,
32 bits
Microchip（ Atmel ）AVR32, NXP（Freescale） CodeFire, ARM 7 / 9 / 11, Cortex M / A, Renesas RXV1/V2/V3
4.2 Memories（ RAM / Flash ）
RAM 分为 SRAM 和 DRAM （区别在于存储单元）,随机存取存储器，断电数据会丢失；
Flash 是闪存，它结合了 ROM 和 RAM 的长处，不仅具备电子可擦除可编程（ EEPROM ）的性能，还可以快速读取数据（ NVRAM 的优势），使数据不会因为断电而丢失。
4.3 外设
Communication（I2C/UART/SPI/ADC/PWM/USB）
五、MCU 时钟
如果将 MCU 比作是人，那时钟就是人的心脏。没有时钟， MCU 是动不起来的，所以时钟是非常重要的。
系统时钟 Fsys ： CPU 的工作、外围电路的工作；
内部高速时钟 HIS ： CPU 的工作、外围电路的工作
外部高速时钟 HSE ： CPU 的工作、外围电路的工作
内部低速时钟 LSI ：实时时钟 RTC 的工作、看门狗时钟 WTC 的工作
外部低速时钟 LSE ：实时时钟 RTC 的工作、看门狗时钟 WTC 的工作
当不被使用时，任一个时钟源都可被独立地启动或关闭，由此优化系统功耗。
六、MCU 封装和引脚定义
在各种 MCU 之间存在多达400余种的封装方案。工程师都有各种设计要求，他们设计的应用各不相同，就会出现各种不同的要求。工程师在选择封装类型时主要关注三个标准：型号、外形尺寸和引脚间距。为了应对广泛的客户群体， MCU 如今提供以下各种不同的封装型号：QFN、 SOP 、 SOIC 、 BGA 、 CSP 和 QFP 等。
MCU 的引脚会有一个默认定义和复用定义，比如 N32G457 系列 LQFP80 的 PE2 管脚，默认定义TRACECK XFMC_A23 UART6_TX ，重定义是 DVP_HSYNC 。
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