最新工業(yè)應(yīng)用微控制器（MCU）特性和重要設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

故障保護(hù)時(shí)脈監(jiān)視器為提高時(shí)脈振蕩可靠性的出色功能，其可持續(xù)監(jiān)視系統(tǒng)時(shí)脈振蕩。一旦錯(cuò)過(guò)幾次振蕩，它會(huì)自動(dòng)將時(shí)脈源切換到內(nèi)部振蕩器，并讓中央處理器(CPU)進(jìn)入中斷函數(shù)處理此事件，如此一來(lái)，微控制器可保持關(guān)鍵功能并執(zhí)行有序關(guān)閉。

盡管低電壓微控制器經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，可用于高可靠性應(yīng)用，但有時(shí)仍需要5伏特電壓以維持工作。低電壓微控制器可以簡(jiǎn)化電路板布線、提高抗雜訊能力并提高對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的支持，但是，隨著設(shè)計(jì)尺寸減小，新的5伏特微控制器的可用性也在降低。芯片制造商意識(shí)到對(duì)這些元件的需求仍然很大，因而開發(fā)出新的高電壓工作技術(shù)，找到了使更小、更廉價(jià)的微控制器以較高電壓運(yùn)行的新方法，這對(duì)于尋求5伏特工作優(yōu)勢(shì)的設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)是個(gè)好消息。

為了進(jìn)一步提高抗雜訊能力，介面和周邊接腳使用多個(gè)輸入緩沖器，盡管緩沖器在同一個(gè)接腳上共用，不同的功能可能有不同的輸入類型。舒密特觸發(fā)器 (Schmitt Trigger)的輸入可提供比同類電晶體-電晶體邏輯(TTL)元件更寬廣的輸入臨界值范圍，并可提高系統(tǒng)的雜訊容限。

較高的端口驅(qū)動(dòng)能力是另一個(gè)重要的電路設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)。這不僅僅直接驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極體(LED)，較高的端口驅(qū)動(dòng)能力可以防止容易引入雜訊的電路(如開關(guān)式穩(wěn)壓器和高速脈波寬度調(diào)變(PWM)訊號(hào))附近產(chǎn)生無(wú)用耦合，但潛在的代價(jià)是會(huì)增大輻射雜訊，接腳上的小型RC濾波器將有助于抵消這些效果，同時(shí)保持高驅(qū)動(dòng)能力的優(yōu)勢(shì)。

MCU提供耐用資料EEPROM

值得注意的是，內(nèi)部資料電子式可清除可編程唯讀記憶體(EEPROM)似乎與磁碟機(jī)和八音軌播放機(jī)一樣成為過(guò)去，這是制造商轉(zhuǎn)向小型制程技術(shù)尺寸的自然結(jié)果，卻也使整合的成本變得高昂。一些軟體解決方案使用快閃記憶體來(lái)模擬資料EEPROM，但是，部分應(yīng)用需要獨(dú)立的資料儲(chǔ)存。最新的微控制器產(chǎn)品可提供高耐用性的資料EEPROM，而且仍保持高性價(jià)比。其額定擦/寫次數(shù)高達(dá)十萬(wàn)次。使用者唯須注意寫入操作的最小電壓范圍，其有時(shí)會(huì)高于微控制器的最小工作電壓，這會(huì)限制有效的工作范圍。

如圖3所示，流量計(jì)是說(shuō)明本文涵蓋主題的一個(gè)好例子。微控制器的整合充電時(shí)間測(cè)量單元(CTMU)可讀取流量計(jì)的流量、溫度和電容式觸控板。使用12 位差分類比/數(shù)位轉(zhuǎn)換器(ADC)和參考電壓來(lái)監(jiān)控電池電壓。超低功耗喚醒模組執(zhí)行定期喚醒。如此例所示，選擇正確的微控制器將提供穩(wěn)定可靠且內(nèi)部功能強(qiáng)大的低功耗解決方案。

流量計(jì)范例

新近微控制器產(chǎn)品的演進(jìn)已然改變?cè)O(shè)計(jì)人員在包括如何最大限度地提高穩(wěn)健性、降低功耗，但同時(shí)維持經(jīng)濟(jì)高效的應(yīng)用全貌。