單片機項目如何選擇MCU呢？

為產(chǎn)品選擇正確的微控制器可能是項令人怯步的任務(wù)。您不僅要思考許多技術(shù)特性，還要考慮成本和備貨時間等會削弱項目的業(yè)務(wù)方面問題。

在項目初期，您會有立即動手的沖動，想要在商定系統(tǒng)的細(xì)節(jié)之前開始選擇微控制器，這當(dāng)然是糟糕的想法。

在對微控制器進行任何思考之前，硬件和軟件工程師應(yīng)當(dāng)先制定出系統(tǒng)的高水平規(guī)格，畫好框圖和流程圖，只有這時才有充足的信息對微控制器選擇做出理性的決定。達(dá)到這一階段時，可以遵循 10 個簡單步驟，確保做出正確的選擇。

1 制定所需硬件接口列表

利用總體硬件框圖，制定一份微控制器需要支持的所有外部接口列表。需要列出的接口類型一般有兩種。第一種接口是通信接口，包括 USB、I2C、SPI 和 UART 等外設(shè)接口。

如果應(yīng)用需要 USB 或某種形式的以太網(wǎng)，則記下特別備注。這些接口對微控制器需要支持的程序空間大小有重大影響。第二種接口是數(shù)字輸入和輸出、模擬至數(shù)字輸入，以及 PWM 接口等。 這兩種接口類型將指出微控制器需要的引腳數(shù)。

2 檢查軟件架構(gòu)

軟件架構(gòu)和要求對微控制器的選擇有著重大影響。處理要求的輕重程度決定是使用 80 MHz DSP 還是 8 MHz 8051。與硬件一樣，應(yīng)記下所有重要的要求。

3 選擇架構(gòu)

利用第 1 步和第 2 步中的信息，工程師應(yīng)能夠?qū)λ璧募軜?gòu)有個初步的想法。應(yīng)用是否能通過 8 位架構(gòu)實現(xiàn)？16 位呢？還是需要 32 位 ARM 核心？在應(yīng)用和所需的軟件算法之間，這些問題將開始匯總為一個解決方案。不要忘了可能的未來要求和功能擴展。

不能僅因為 8 位微控制器能滿足您現(xiàn)在的要求，就不去為了未來的功能或易用性而考慮 16 位微控制器。請記住，微控制器選擇可以是一個迭代過程。

您可能會在此步驟中選擇 16 位期間，而在稍后的步驟中發(fā)現(xiàn) 32 位 ARM 部件更加適合。這一步只是讓工程師確定正確的前進方向。

4 確定存儲器需求

對任何微控制器而言，閃存和 RAM 都是兩個非常重要的組成部分。確保不會出現(xiàn)程序空間不足，或者說可變空間肯定是最優(yōu)先考慮的。選擇部件時，很容易會選擇具有過多功能的部件，而不是功能不足的部件。

到設(shè)計的末尾時，發(fā)現(xiàn)需要 110% 的空間或者需要削減些功能，這并不是什么出格的事。畢竟，您總是會開頭想要多一些，然后轉(zhuǎn)到同一芯片家族中限制稍多一些的部件。

利用應(yīng)用中包含的軟件架構(gòu)和通信外設(shè)，工程師就能估算該應(yīng)用所需的閃存和 RAM 大小。記得給功能擴展和后續(xù)版本留些空間！這可為未來省卻許多麻煩。

5 開始尋找微控制器

現(xiàn)在對微控制器的特性要求有了更好的了解，可以開始搜尋工作了！一個能作為良好起點的地方是 Arrow、Avnet 或 Future Electronics 等微控制器供應(yīng)商。

與 FAE 談?wù)勀膽?yīng)用和要求，很多時候他們可以推薦既尖端新穎又滿足要求的新部件。只是要記住，他們可能會有在當(dāng)下推廣某一系列微控制器的壓力！

下一個最佳地方是您已經(jīng)熟悉的芯片供應(yīng)商。例如，如果您過去使用過某些微芯片部件，并與供應(yīng)商關(guān)系不錯，那就從他們的網(wǎng)站開始搜索。

大多數(shù)芯片供應(yīng)商擁有搜索引擎，您可以輸入自己的外設(shè)集、I/O 和功率要求，而后它將縮小符合條件的部件列表。從該列表，工程師就能繼續(xù)選擇微控制器。

6 檢查成本和功率限制

此時，挑選過程已經(jīng)得出幾個潛在候選者?，F(xiàn)在是檢查功率要求和部件成本的大好時機。如果設(shè)備將通過電池供電并屬于移動類型，那么確保部件具有低功耗是頭等大事。

如果部件不滿足功耗要求，則應(yīng)將它們從列表中剔除，直到選定符合條件的為止。也不要忘了檢查處理器的單價。

雖然許多部件的批發(fā)價已穩(wěn)定在 1 美元左右，但如果部件為高度專業(yè)化或者屬于高端處理器，那么其單價可能非常重要。不要忘了這一關(guān)鍵因素。

7 檢查部件供貨情況

確定備選部件清單后，現(xiàn)在可以開始查看部件的供貨情況了。需要記住以下幾點：部件的備貨周期是多少？是否多家分銷商都保有庫存？ 或者需要 6–12 周的備貨周期？您對供貨有什么要求？您不希望陷入大訂單困境之中，而必須等待三個月時間來履行訂單。 接著一個問題是部件的新舊程度以及是否在您產(chǎn)品的生命周期內(nèi)保持供貨。如果您的產(chǎn)品要在 10 年內(nèi)供應(yīng)，那么您就要尋找制造商保證在 10 年內(nèi)生產(chǎn)的部件。

8 選擇開發(fā)套件

在選擇新的微控制器時，最美妙的階段之一是尋找可以研究的開發(fā)套件，并了解該控制器的內(nèi)部運作機制。一旦工程師確定了中意的部件后，他們應(yīng)當(dāng)調(diào)查有哪些開發(fā)套件可用。

如果沒有可用的開發(fā)套件，那么很有可能所選部件不是最佳的選擇，那時應(yīng)當(dāng)后退幾步來找到更好的部件。 現(xiàn)在，大多數(shù)開發(fā)套件的價格在 100 美元以內(nèi)。如果超過這一價格（除非它設(shè)計為用于多個處理器模塊），那就顯然太高。其他部件可能更為合適。

9 調(diào)查編譯器和工具

選定開發(fā)套件基本上就落實了微控制器選擇。最后要考慮的是檢查可用的編譯器和工具。大多數(shù)微控制器提供多種編譯器、示例代碼和調(diào)試工具選項。 務(wù)必要準(zhǔn)備好用于該部件的所有必要工具，這點非常重要。沒有正確的工具，開發(fā)過程可能會變得冗長乏味而代價高昂。

10 開始實驗

即便選定了微控制器，也不代表一成不變了。通常，拿到開發(fā)套件后，還需要很久才會得到第一個原型硬件。此時可以構(gòu)建測試電路并與微控制器接口。選擇高風(fēng)險部件，讓它們在開發(fā)套件上工作。 您可能會發(fā)現(xiàn)之前認(rèn)為很不錯的部件存在一些未預(yù)見的問題，而不得不去選擇其他微控制器。在任何情形中，早期實驗將能確保您做出正確的選擇，而且有必要變動時，影響也會最??！

審核編輯：劉清