MCU是當(dāng)今社會(huì)不可或缺的設(shè)備之一，因此，很多朋友投入對(duì)MCU的學(xué)習(xí)。上篇文章中，小編對(duì)MCU的注意事項(xiàng)有所闡述。為增加大家對(duì)MCU的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)MCU的技術(shù)原理、MCU的發(fā)展趨勢予以介紹。

一、MCU的技術(shù)原理

MCU 和溫度傳感器通過 I2C 總線連接。 I2C總線占用2個(gè)MCU輸入輸出端口，兩者之間的通信完全由軟件完成。溫度傳感器的地址可以通過 2 個(gè)地址引腳設(shè)置，這樣就可以在 I2C 總線上同時(shí)連接 8 個(gè)這樣的傳感器。在這個(gè)方案中，傳感器的7位地址已經(jīng)設(shè)置為1001000，當(dāng)MCU需要訪問傳感器時(shí)，必須先發(fā)出一個(gè)8位的寄存器指針，然后再發(fā)出傳感器的地址(7-位地址，低位為 WR 信號(hào))。傳感器中有3個(gè)寄存器供MCU使用，8位寄存器指針用于決定MCU將使用哪個(gè)寄存器。在該方案中，主程序會(huì)不斷更新傳感器的配置寄存器，使傳感器工作在單步模式，每次更新都會(huì)測量溫度。

要讀取傳感器測量值寄存器的內(nèi)容，MCU 必須首先發(fā)送傳感器地址和寄存器指針。 MCU 發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)，然后發(fā)出傳感器地址，然后將 RD/WR 引腳設(shè)置為高電平以讀取測量值寄存器。

為了讀取傳感器測量值寄存器中的 16 位數(shù)據(jù)，MCU 必須與傳感器通信兩次 8 位數(shù)據(jù)。傳感器上電時(shí)，默認(rèn)測量精度為 9 位，分辨率為 0.5 C/LSB(范圍為 -128.5 C 至 128.5 C)。本方案采用默認(rèn)測量精度。如有必要，可以重置傳感器以將測量精度提高到 12 位。如果只需要一般的溫度指示，比如恒溫器，那么1℃的分辨率就可以滿足要求。在這種情況下，可以忽略傳感器的低8位數(shù)據(jù)，僅用高8位數(shù)據(jù)即可達(dá)到分辨率1C的設(shè)計(jì)要求。由于寄存器是按照先高8位再低8位的順序讀取的，所以低8位的數(shù)據(jù)可以讀也可以不讀。只讀取高 8 位數(shù)據(jù)有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)。一是可以縮短MCU和傳感器的工作時(shí)間，降低功耗;二是不影響分辨率指標(biāo)。

MCU讀取傳感器的測量值后，下一步是進(jìn)行轉(zhuǎn)換并將結(jié)果顯示在LCD上。整個(gè)過程包括：判斷顯示結(jié)果的符號(hào)，將二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換為BCD碼，將數(shù)據(jù)傳送到LCD的相關(guān)寄存器。

處理完數(shù)據(jù)并顯示結(jié)果后，MCU 會(huì)向傳感器發(fā)送單步指令。單步指令將使傳感器開始溫度測試，然后自動(dòng)進(jìn)入等待模式，直到模數(shù)轉(zhuǎn)換完成。 MCU發(fā)出單步指令后，進(jìn)入LPM3模式。此時(shí)，MCU 系統(tǒng)時(shí)鐘繼續(xù)工作，并產(chǎn)生定時(shí)中斷喚醒 CPU。定時(shí)的長度可以通過編程進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)特定應(yīng)用的需要。

二、我國MCU的發(fā)展勢態(tài)

MCU是智能控制系統(tǒng)的關(guān)鍵，是現(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和汽車電子將來關(guān)鍵突破點(diǎn)。MCU微控制器作為智能控制系統(tǒng)的關(guān)鍵廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子產(chǎn)品、汽車電子、電子計(jì)算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)控制系統(tǒng)等領(lǐng)域，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的逐漸落地和汽車電子的進(jìn)一步發(fā)展，MCU微控制器的市場需求明顯提升。

中國MCU微控制器市場未來五年復(fù)合增速達(dá)11.7%，至2020年市場規(guī)模達(dá)500億元人民幣以上。據(jù)ICInsights預(yù)測分析，伴隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷火爆，MCU的銷售額將持續(xù)增長，2018年全世界MCU的銷售量提高了18%達(dá)306億顆，營業(yè)收入預(yù)估將提高11%，五年內(nèi)全世界MCU銷售額年復(fù)合增速將達(dá)到7.2%，至2020年將提升至200億美金。2016年中國MCU市場已達(dá)360億元人民幣，將來年復(fù)合增速將達(dá)到11.7%，至2020年MCU市場將超出500億元人民幣。

海外前八大MCU廠商占有全世界88%的市場份額，國內(nèi)MCU企業(yè)差距很大。全世界MCU控制器領(lǐng)域加速企業(yè)并購融合腳步，恩智浦、瑞薩等全世界前八大MCU廠商市場份額高達(dá)88%，頭頂MCU企業(yè)集中效用顯著。中國以MCU為主導(dǎo)業(yè)的上市企業(yè)僅有中穎電子和兆易創(chuàng)新，MCU營業(yè)收入經(jīng)營規(guī)模也不超出五億元，與海外大佬差距很大。

國內(nèi)MCU廠商積極主動(dòng)布局通用型市場與中高端專用型市場?，F(xiàn)階段中國廠商在消費(fèi)電子產(chǎn)品、多功能儀表等MCU的中低端應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展快速，但在許多市場規(guī)模大的領(lǐng)域，例如工業(yè)控制系統(tǒng)、汽車電子、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)都被海外的MCU廠商壟斷，中國MCU企業(yè)通過研發(fā)技術(shù)可爭得的市場空間還很大。以兆易創(chuàng)新MCU為代表的中國MCU廠商積極主動(dòng)布局32位通用型芯片市場，現(xiàn)階段已經(jīng)產(chǎn)生了近20個(gè)系列產(chǎn)品、300多款芯片的產(chǎn)品矩陣，以ARMCortex-M4系列為代表的新品進(jìn)入高端市場。

加強(qiáng)專用型領(lǐng)域優(yōu)勢，助推中國MCU廠商進(jìn)行市場突圍。通用MCU領(lǐng)域市場競爭布局牢固，海外知名MCU廠商在特性、可靠性、品牌層面具備很強(qiáng)的優(yōu)勢，中國MCU廠商暫時(shí)無法超越。但MCU用于操縱的運(yùn)算量不多，在每一個(gè)實(shí)際的應(yīng)用領(lǐng)域存在需求的靜態(tài)性，且伴隨著下游應(yīng)用領(lǐng)域的不斷完善和優(yōu)化，對(duì)MCU的處理速度、靈敏度專用型解決能力、功能損耗和性價(jià)比明確提出了更高的規(guī)定。