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MCU(Micro Control Unit)中文名稱為微控制單元,又稱單片微型計算機(Single Chip Microcomputer)或者單片機,是指隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)及其發(fā)展,將計算機的CPU、RAM、ROM、定時計數(shù)器和多種I/O接口集成在一片芯片上,形成芯片級的計算機,為不同的應(yīng)用場合做不同組合控制?! ?/p>
MCU在現(xiàn)代流行的視頻會議中起到核心領(lǐng)導設(shè)備,通過MCU設(shè)備給下面終端設(shè)備設(shè)置好權(quán)限屬性就可以組建一個完整的視頻會議網(wǎng)絡(luò)。
MCU設(shè)備常見的有H3C的MG 9000系列和ME8000系列
MCU按其存儲器類型可分為無片內(nèi)ROM型和帶片內(nèi)ROM型兩種。對于無片內(nèi)ROM型的芯片,必須外接EPROM才能應(yīng)用(典型芯片為8031)。帶片內(nèi)ROM型的芯片又分為片內(nèi)EPROM型(典型芯片為87C51)、MASK片內(nèi)掩模ROM型(典型芯片為8051)、片內(nèi)FLASH型(典型芯片為89C51)等類型,一些公司還推出帶有片內(nèi)一次性可編程ROM(One Time Programming, OTP)的芯片(典型芯片為97C51)。MASKROM的MCU價格便宜,但程序在出廠時已經(jīng)固化,適合程序固定不變的應(yīng)用場合;FALSHROM的MCU程序可以反復擦寫,靈活性很強,但價格較高,適合對價格不敏感的應(yīng)用場合或做開發(fā)用途;OTPROM的MCU價格介于前兩者之間,同時又擁有一次性可編程能力,適合既要求一定靈活性,又要求低成本的應(yīng)用場合,尤其是功能不斷翻新、需要迅速量產(chǎn)的電子產(chǎn)品。
微控制器在經(jīng)過這幾年不斷地研究,發(fā)展,歷經(jīng)4位,8位,到現(xiàn)在的16位及32位,甚至64位。產(chǎn)品的成熟度,以及投入廠商之多,應(yīng)用范圍之廣,真可謂之空前。目前在國外大廠因開發(fā)較早,產(chǎn)品線廣,所以技術(shù)領(lǐng)先,而本土廠商則以多功能為產(chǎn)品導向取勝。但不可諱言的,本土廠商的價格戰(zhàn)是對外商造成威脅的關(guān)鍵因素。
由于制程的改進,8位MCU與4位MCU價差相去無幾,8位已漸成為市場主流;目前4位MCU大部份應(yīng)用在計算器、車用儀表、車用防盜裝置、呼叫器、無線電話、CD播放器、LCD驅(qū)動控制器、LCD游戲機、兒童玩具、磅秤、充電器、胎壓計、溫濕度計、遙控器及傻瓜相機等;8位MCU大部份應(yīng)用在電表、馬達控制器、電動玩具機、變頻式冷氣機、呼叫器、傳真機、來電辨識器(CallerID)、電話錄音機、CRT顯示器、鍵盤及USB等;16位MCU大部份應(yīng)用在行動電話、數(shù)字相機及攝錄放影機等;32位MCU大部份應(yīng)用在Modem、GPS、PDA、HPC、STB、Hub、Bridge、Router、工作站、ISDN電話、激光打印機與彩色傳真機;64位MCU大部份應(yīng)用在高階工作站、多媒體互動系統(tǒng)、高級電視游樂器(如SEGA的Dreamcast及Nintendo的GameBoy)及高級終端機等。
多點處理單元(MCU)
MCU是視頻會議系統(tǒng)的核心部分,為用戶提供群組會議、多組會議的連接服務(wù)。目前主流廠商的MCU一般可以提供單機多達190個用戶的接入服務(wù),并且可以進行級聯(lián),主流廠家支持三級數(shù)字合并級聯(lián)(上級MCU可控制下級MCU終端,對終端進行選看,遙控攝像機等會議操作),可以基本滿足用戶的使用要求。MCU的使用和管理不應(yīng)該太復雜,要使客戶方技術(shù)部甚至行政部的一般員工能夠操作。
MCU同溫度傳感器之間通過I2C總線連接。I2C總線占用2條MCU輸入輸出口線,二者之間的通信完全依靠軟件完成。溫度傳感器的地址可以通過2根地址引腳設(shè)定,這使得一根I2C總線上可以同時連接8個這樣的傳感器。本方案中,傳感器的7位地址已經(jīng)設(shè)定為1001000。MCU需要訪問傳感器時,先要發(fā)出一個8位的寄存器指針,然后再發(fā)出傳感器的地址(7位地址,低位是WR信號)。傳感器中有3個寄存器可供MCU使用,8位寄存器指針就是用來確定MCU究竟要使用哪個寄存器的。本方案中,主程序會不斷更新傳感器的配置寄存器,這會使傳感器工作于單步模式,每更新一次就會測量一次溫度。
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)出一個啟動信號,接著發(fā)出傳感器地址,然后將RD/WR管腳設(shè)為高電平,就可以讀取測量值寄存器。
為了讀出傳感器測量值寄存器中的16位數(shù)據(jù),MCU必須與傳感器進行兩次8位數(shù)據(jù)通信。當傳感器上電工作時,默認的測量精度為9位,分辨力為0.5 C/LSB(量程為-128.5 C至128.5 C)。本方案采用默認測量精度,根據(jù)需要,可以重新設(shè)置傳感器,將測量精度提高到12位。如果只要求作一般的溫度指示,比如自動調(diào)溫器,那么分辨力達到1 C就可以滿足要求了。這種情況下,傳感器的低8位數(shù)據(jù)可以忽略,只用高8位數(shù)據(jù)就可以達到分辨力1 C的設(shè)計要求。由于讀取寄存器時是按先高8位后低8位的順序,所以低8位數(shù)據(jù)既可以讀,也可以不讀。只讀取高8位數(shù)據(jù)的好處有二,第一是可以縮短MCU和傳感器的工作時間,降低功耗;第二是不影響分辨力指標。
MCU讀取傳感器的測量值后,接下來就要進行換算并將結(jié)果顯示在LCD上。整個處理過程包括:判斷顯示結(jié)果的正負號,進行二進制碼到BCD碼的轉(zhuǎn)換,將數(shù)據(jù)傳到LCD的相關(guān)寄存器中。
數(shù)據(jù)處理完畢并顯示結(jié)果之后,MCU會向傳感器發(fā)出一個單步指令。單步指令會讓傳感器啟動一次溫度測試,然后自動進入等待模式,直到模數(shù)轉(zhuǎn)換完畢。MCU發(fā)出單步指令后,就進入LPM3模式,這時MCU系統(tǒng)時鐘繼續(xù)工作,產(chǎn)生定時中斷喚醒CPU。定時的長短可以通過編程調(diào)整,以便適應(yīng)具體應(yīng)用的需要。
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