MCU外设是指与单片机内核相连接的外部组件或模块,可以使单片机实现各种不同的功能。MCU外设可以分为左右两个大类,即通用外设和专用外设。
通用外设常见的有:GPIO(通用IO口)、ADC(模数转换)、DAC(数模转换)、USART(异步串行通信)、SPI(串行外设接口)、I2C(双线串行接口)等,这些外设可以被不同的单片机使用。
专用外设则是为满足某些特定的功能而设计的外设,例如:电机控制器、RTC(实时时钟)、射频收发器等。
MCU外设为单片机提供了丰富的功能,可以根据外设的不同,实现不同的应用场景。例如,MCU中的ADC外设可以将模拟量转换为数字信号,MCU通过这个数字信号获得了外部模拟传感器的信息;同时,MCU中的USART外设可以将数字信号转换为串行通信信号,实现与其他设备的数据交换。
通过使用MCU外设,可以让单片机简化外部电路,降低系统成本,提高系统可靠性和可维护性,并满足多样化的应用需求。
在MCU外设的设计中,外设与内核之间需要通过特定的接口进行连接。不同的MCU外设接口有不同的特点和使用场景。常见的MCU外设接口有:
1. 并行总线接口(如:8086总线、8088总线、6800总线等),这种接口速度快,但引脚数目较多,系统复杂度较高;
2. 串行接口(如:SPI、I2C、USART接口等),这种接口引脚数目较少,但速度较慢;串行接口还分为同步和异步两种,同步接口速度较快,但使用难度较大,异步接口使用较为简便。
由于单片机不可能包含所有可能的外设,所以MCU外设通常都是可编程的,可以通过编程实现对外设的控制和扩展。
除了可编程外设的控制,常见的MCU外设扩展方法有:通过IO口实现外设扩展、串口外设控制、通过总线扩展其他芯片等。通过这些扩展方式,可以实现对于一些专用外设的加入,实现更为复杂的应用场景。