如何快速掌握一款MCU，可以从这几方面入手

外部中断：外部中断也是绝大多数MCU所具有的基本功能，一般用于信号的实时触发，中断的方式有上升沿、下降沿触发和电平触发等。外部中断一般通过输入口来实现，若为IO口，则只有设为输入时其中断功能才会开启；若为输出口，则外部中断功能将自动关闭。外部中断的应用如下：

• 外部触发信号的检测：一种是基于实时性的要求，比如可控硅的控制，突发性信号的检测等;而另一种情况则是省电的需要;

• 信号频率的测量：可以通过上升沿或者下降沿触发中断；

• 按键的检测和系统的唤醒：对于进入休眠状态的MCU，一般需要通过外部中断来进行唤醒，最基本的形式则是按键，通过按键的动作来产生电平的变化；

  
  

通讯接口：MCU所提供的通讯接口一般包括SPI接口，UART，I2C接口等，其分别描述如下：

• SPI接口：此类接口是绝大多数MCU都提供的一种最基本通讯方式，其数据传输采用同步时钟来控制，信号包括：SDI(串行数据输入)、SDO(串行数据输出)、SCLK(串行时钟)、CS(可选)；此类接口可以工作在Master方式或Slave方式下，通俗说法就是看谁提供时钟信号，提供时钟的一方为Master，相反的一方则为Slaver，可实现全双工通讯；

• UART/USART：属于最基本的一种异步/同步传输接口，其信号线只有Rx和Tx两条，基本的数据格式为：Start Bit + Data Bit(7-bits/8-bits) + Parity Bit(Even， Odd or None) + Stop Bit(1~2Bit)。一位数据所占的时间称为Baud Rate(波特率)。对于大多数的MCU来讲，数据为的长度、数据校验方式(奇校验、偶校验或无校验)、停止位(Stop Bit)的长度及Baud Rate是可以通过程序编程进行灵活设定。此类接口最常用的方式就是实现RS232通讯或者RS485通讯。

• I2C接口：I2C是由Philips开发的一种数据传输协议，同样采用2根信号来实现：SDAT(串行数据输入输出)和SCLK(串行时钟)。其最大的好处是可以在此总线上挂接多个设备，通过地址来进行识别和访问；I2C总线的一个最大的好处就是非常方便用软件通过IO口(片上资源或者普通IO口模拟)来实现，其通讯方式是半双工。

  
  

Watchdog(看门狗定时器)：Watchdog也是绝大多数MCU的一种基本配置，大多数的MCU的Watchdog只能允许程序对其进行复位而不能对其关闭(有的是在程序烧入时来设定的，如Microchip PIC系列MCU)，而有的MCU则是通过特定的方式来决定其是否打开，如STM32系列，只要程序访问了Watchdog寄存器，就自动开启且不能再被关闭。一般而言watchdog的复位时间是可以程序来设定的。Watchdog的最基本的应用是为MCU因为意外的故障而导致死机提供了一种自动复位的功能。

MCU程序的编写

对于MCU的程序编写，其基本的框架可以说是大体一致的，一般分为初始化部分(这是MCU程序设计与PC最大的不同)，主程序循环体和中断处理程序三大部分，其分别说明如下：

初始化：对于所有的MCU程序的设计来讲，初始化是最基本也是最重要的一步，一般包括如下内容：

• IO口的初始化：根据项目的应用的要求，设定相关IO口的输入输出方式，对与输入口，需要设定其上拉或下拉电阻；对于输出口，则必须设定其出世的电平输出，以防出现不必要的错误；

• 中断的设置：对于所有项目需要用到的中断源，应该给予开启并设定中断的触发条件，而对于不使用的多余的中断，则必须给予关闭；

• 其他功能模块的初始化：对于所有需要用到的MCU的外围功能模块，必须按项目的应用的要求进行相应的设置，如UART的通讯，需要设定Baud Rate，数据长度，校验方式和Stop Bit的长度等，而对于定时器则必须设置其时钟源，分频数及初值等;

• 变量的初始化：完成了MCU的硬件和资源的初始化后，接下来就是对程序中使用到的一些变量和数据的初始化设置，这一部分的初始化需要根据具体的项目及程序的总体安排来设计。比如说读取EEPROM中存储的掉电保存输出等；

  
  

主程序循环体：用户编写的程序多是周而复始循环执行的，因此其主程序体基本上都是以while循环的方式来设计。

中断处理程序：中断函数是一种特殊的函数，只有相应中断被触发后MCU才去执行该部分函数。51单片机的中断函数是通过interrupt关键字来实现的，实例写法如下：

void Timer_Isr() interrupt 0

interrupt是关键字，数字0是中断向量号。

对于32位的单片机而言，中断入口函数都在.s启动函数里注册好了，实例写法如下(以STM32单片机为例)：

void TIM2_IRQHandler()

下图是.s启动函数中截取的中断函数句柄：

熟悉MCU的基本功能

对于绝大多数MCU，下列功能是最普遍也是最基本的，针对不同的MCU，其描述的方式可能会有区别，但本质上是基本相同的：

Timer(定时器)：Timer的种类虽然比较多，但可归纳为两大类：一类是固定时间间隔的Timer，即其定时的时间是由系统设定的，用户程序不可控制，系统只提供几种固定的时间间隔给用户程序进行选择，如32Hz，16Hz，8Hz等，因此可以用来实现时钟、计时等相关的功能，该类不常见;另一类则是Programmable Timer(可编程定时器)，顾名思义，该类Timer的定时时间是可以由用户的程序来控制的，控制的方式包括：时钟源的选择、分频数(Prescale)选择及预制数的设定等。此类Timer应用非常灵活，实际的使用也千变万化，比如实现计数、定时、或者输出PWM等。由于时钟源可以自由选择，因此，此类Timer一般均与Event Counter(事件计数器)合在一起;

IO口：任何MCU都具有一定数量的IO口，没有IO口，MCU就失去了与外部沟通的渠道。根据IO口的可配置情况，可以分为如下几种类型：

• 纯输入或纯输出口：此类IO口有MCU硬件设计决定，只能是输入或输出，不可用软件来进行实时的设定，不常见；

• 直接读写IO口：如51单片机的IO口就属于此类IO口。当执行读IO口指令时，就是输入口；当执行写IO口指令则自动为输出口；

• 可设定方向的IO口：此类IO口的输入或输出是通过寄存器来配置的，应用比较灵活；

• 功能性IO口：此类IO口是可以复用的，比如第二功能是IIC、SPI、AD、UART/USART等，可以通过寄存器来实现复用功能，这类IO口可以通过专用芯片实现较为复杂的特定功能，比如说通过MAX232实现RS232通讯、通过AT24C02实现掉电存储等；

  
  

对于IO口的使用，重要的一点必须牢记的是：对于输入口，必须有明确的电平信号，确保不能浮空(可以通过增加上拉或下拉电阻来实现)；而对于输出口，其输出的状态的电平必须考虑其外部的连接情况，比如说驱动能力。