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技術(shù)專題
32位微控制器
微控制器是一塊半導(dǎo)體芯片，可以進(jìn)行算術(shù)處理并通過(guò)I / O和外圍接口控制電路。名稱“ 32位微控制器”表示該微控制器能夠處理32位值的算術(shù)運(yùn)算。與8位微控制器相比，由于32位微控制器具有更寬的數(shù)據(jù)總線，因此執(zhí)行功能所需的指令周期更少。
憑借其卓越的性能，通常會(huì)構(gòu)建具有更多外圍設(shè)備和內(nèi)存的32位微控制器。例如，NXP LPC1700系列具有4個(gè)32位定時(shí)器，SD / MMC，USB，以太網(wǎng)Mac，CAN和其他外圍設(shè)備，而8位MCU則無(wú)法實(shí)現(xiàn)。
盡管它們具有強(qiáng)大的性能并具有豐富的外設(shè)，但是32位微控制器卻是耗電的組件。它們以數(shù)十至數(shù)百兆赫茲的較高頻率工作。
與Dyson真空吸塵器不同，不是每個(gè)項(xiàng)目都需要使用32位微控制器。首先，它比8位MCU貴。在某些設(shè)計(jì)中，使用32位微控制器被認(rèn)為是過(guò)大的做法，并給設(shè)計(jì)帶來(lái)不必要的成本。
32位微控制器也不適用于電池供電的電路，例如無(wú)線IoT傳感器。即使以最低的時(shí)鐘速率運(yùn)行，它們也會(huì)迅速耗盡電池電量。
在以下情況下，32位微控制器是一個(gè)不錯(cuò)的選擇：
當(dāng)您需要能夠處理大量數(shù)據(jù)處理的微控制器時(shí)。例如，將指紋與數(shù)萬(wàn)條記錄進(jìn)行比較并在一瞬間做出響應(yīng)的生物識(shí)別控制器。
當(dāng)您需要復(fù)雜的電路時(shí)，需要可以處理多個(gè)外圍設(shè)備的微控制器。在這種情況下，使用32位微控制器比在電路中使用幾個(gè)邏輯IC更經(jīng)濟(jì)。
當(dāng)程序的代碼大小對(duì)于8位微控制器而言太大時(shí)。32位微控制器內(nèi)置了更大的閃存。
作為PCB設(shè)計(jì)人員，在使用32位微控制器時(shí)，您的技能經(jīng)過(guò)了極限測(cè)試。您要處理的引腳數(shù)更高，間距更細(xì)的組件可能會(huì)高速運(yùn)行。這意味著錯(cuò)誤將更加明顯，因?yàn)槲⒖刂破鞯姆€(wěn)定性和功能將受到損害。
因此，在使用32位微控制器進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，請(qǐng)注意以下特定領(lǐng)域：
電源供應(yīng)
32位微控制器需要干凈穩(wěn)定的電壓。它們通常以3.3V或1.8V電壓運(yùn)行，這意味著波動(dòng)空間很小。供電網(wǎng)絡(luò)需要仔細(xì)設(shè)計(jì)，在模擬和數(shù)字電源軌之間適當(dāng)隔離。
接地隔離和返回路徑注意事項(xiàng)也同樣重要，以確保微控制器的操作不會(huì)因不穩(wěn)定的電源電壓而中斷。引入電源走線的噪聲會(huì)導(dǎo)致不穩(wěn)定的行為，例如ADC讀數(shù)不正確或?qū)е?span lang="EN-US">MCU隨機(jī)復(fù)位。
電磁干擾
如果您忽略EMI緩解的最佳做法，很容易弄亂32位微控制器設(shè)計(jì)。當(dāng)高速運(yùn)行時(shí)，微控制器既可以成為EMI的來(lái)源，又可以作為外部干擾的接收端。
使用適當(dāng)?shù)慕拥丶夹g(shù)，較短的返回路徑以及保持不同走線的長(zhǎng)度相等，可以將高速走線與模擬信號(hào)分開，這是防止PCB上出現(xiàn)EMI問(wèn)題的一些方法。
散熱性
當(dāng)微控制器以更高的速度運(yùn)行和/或激活了更多外圍設(shè)備時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生更多的熱量。因此，您需要確保適當(dāng)?shù)厣幔绕涫窃?span lang="EN-US">PCB放置在外殼中的情況下。