32位微控制器:初学者指南
关键的外卖
学习32位微控制器的基础知识。
找出什么时候应该使用32位微控制器。
探索32位微控制器的电路设计技巧。
我不明白戴森真空吸尘器怎么会有这么多忠实的追随者。直到我自己买了一台，我才相信这是一台高级吸尘器。令我惊讶的是，这种强大的真空吸尘器一扫地板就一尘不染，我立刻成为了它的忠实追随者。我的旧吸尘器的价格只是戴森(Dyson)的零头，要经过多次处理才能达到同样的效果。
我对自己的第一个戴森真空吸尘器的惊讶程度，与我对32位微控制器性能的惊讶程度相似。在与它的8位版本合作了多个项目之后，我被分配到一个充分利用32位微控制器的项目。作为一名嵌入式设计工程师，这让我进入了一个不同的世界。
什么是32位微控制器?
32位微控制器具有丰富的I/ o和外设接口。
你可能已经知道微控制器是一块半导体芯片，它进行算术处理，并通过I/O和外围接口控制电路。“32位微控制器”的名称意味着微控制器能够处理32位值的算术运算。与8位微控制器相比，32位微控制器由于其更宽的数据总线，执行一个功能所需的指令周期更少。
由于其优越的性能，32位微控制器通常带有更多的外设和内存。例如，NXP LPC1700系列具有4个32位定时器，SD/MMC, USB，以太网Mac, CAN和其他外设，这是8位MCU无法实现的。
虽然它们拥有强大的性能和丰富的外围设备，32位微控制器是耗电组件．它们的工作频率较高，范围在数十到数百兆赫之间。
什么时候应该使用32位微控制器?
32位微控制器为生物识别扫描设备提供所需的电源。
与戴森真空不同，32位微控制器并不是每个项目的首选解决方案。首先，它比普通汽车贵8位单片机．在一些设计中，使用32位微控制器被认为是多余的，会给设计带来不必要的成本。
32位微控制器也不适合电池供电的电路，例如无线物联网传感器．即使在最慢的时钟速率下工作，它们也会很快耗尽电池。
32位微控制器是一个很好的选择在这些情况下:
当你需要一个能够处理大量数据处理的微控制器时。例如，生物识别控制器可以将指纹与数万条记录进行比较，并在瞬间做出响应。
当你有一个复杂的电路，需要一个微控制器，可以处理多个外围设备。在这种情况下，使用32位微控制器比在电路中使用几个逻辑ic更经济。
当程序的代码大小对于8位微控制器来说太大时。32位微控制器内置了更大的闪存。
32位微控制器的电路设计技巧
确保微控制器输出的功率稳定且充足。
作为PCB设计人员，在32位微控制器上工作时，您的技能将被测试到极限。你要处理的是更高的针数，更细的音高组件高速运转的:可能以高速运转的．这意味着错误将更加明显，因为微控制器的稳定性和功能将受到损害。
因此，当你在设计一个32位微控制器时，要注意这些特定的领域:
电力供应
32位微控制器要求干净稳定的电压。它们通常运行在3.3V或1.8V，这意味着波动的空间非常小。电力输送网络需要精心设计模拟和数字之间的适当分离供应rails。
地面分离和返回路径注意事项同样重要的是确保微控制器的操作不被不稳定的电源电压中断。引入电压供应迹线的噪声会导致不稳定行为，例如不准确的ADC读数或导致MCU随机复位。
EMI
如果你忽略了这一点，就很容易搞砸32位微控制器的设计减轻电磁干扰的最佳实践．在高速运行时，微控制器可以是EMI的来源，也可以是外部干扰的接收端。
将高速走线与模拟信号分离，使用适当的接地技术，短的返回路径，并保持不同走线的长度相等是防止PCB上EMI问题的一些方法。
热耗散
当微控制器以更高的速度运行和/或激活更多的外围设备时，它可以产生更多的热量。因此，您需要确保热量得到适当的散热，特别是如果PCB被放置在一个外壳中。
为确保您的32位微控制器功能最佳，您将需要一个PCB设计和分析软件包这允许您设置严格的设计约束。OrCAD PCB设计,通过节奏，允许您通过实时设置和可视化约束来导航这些挑战，以及为未来的项目保存约束，以避免从头开始。
如果您想了解更多Cadence如何为您提供解决方案，跟我们和我们的专家团队谈谈吧．