C 语言凭借接近硬件的特性和高效的执行效率，长期占据 MCU 开发的主导地位，但随着芯片性能提升和开发需求多样化，多种编程语言已实现对 MCU 的适配。这些语言按执行方式可分为编译型、解释型和特殊类型三类，各自覆盖不同的应用场景。
一、编译型语言：兼顾性能与开发效率
编译型语言通过交叉编译器将代码直接转换为 MCU 可执行的机器码，性能接近 C 语言，适合对实时性和资源占用有要求的场景。
1. C++：面向对象的扩展方案
C++ 是 C 语言的超集，在保留硬件操作能力的基础上增加了面向对象特性，成为复杂 MCU 项目的重要选择。
核心适配能力：支持 ARM Cortex-M 系列（如 STM32F4、NXP Kinetis）、RISC-V 架构等中高端 32 位 MCU，需芯片具备≥64KB Flash 和≥8KB SRAM 以容纳类结构和虚函数表。
典型应用场景：工业控制系统（如多轴电机联动）、智能家居网关，可通过类封装实现外设驱动的模块化（如将 UART、I2C 驱动封装为独立类）。
工具链支持：Keil MDK、IAR Embedded Workbench 等主流 IDE 均原生支持 C++ 编译，配合厂商 HAL 库（如 STM32CubeHAL）可直接复用 C 语言驱动资源。
局限性：模板元编程和异常处理会增加代码体积，8 位 MCU（如 ATmega328P）因资源受限难以适配。
2. Rust：安全优先的系统级语言
Rust 以内存安全和零运行时开销为核心优势，近年来在嵌入式领域快速崛起，已实现对主流 MCU 的全面支持。
核心适配能力：通过no_std模式剥离操作系统依赖，仅依赖核心库（core）运行，适配从 8 位 AVR 到 32 位 ARM Cortex-M/RISC-V 的全系列 MCU。例如在 STM32F103C8（64KB Flash、20KB SRAM）上可实现 LED 控制、串口通信等裸机功能。
独特优势：所有权系统（Ownership）和借用机制（Borrowing）在编译期避免空指针、缓冲区溢出等内存错误，适合医疗设备、汽车电子等安全关键场景。同时支持 LTO（链接时优化），优化后代码体积与 C 语言相差仅 5% 以内。
工具链与生态：基于 Cargo 构建系统，搭配cortex-m系列库（如stm32f1xx-hal）提供硬件抽象，通过 probe-rs 工具实现烧录调试，社区已积累大量外设驱动库。
3. 汇编语言：极致性能的底层选择
汇编语言直接对应 MCU 指令集，是执行效率最高的编程语言，至今仍在特定场景中不可替代。
核心适配能力：与 MCU 指令集强绑定，如 ARM Cortex-M 使用 Thumb/Thumb-2 汇编，AVR 使用 AVR 汇编，RISC-V 使用 RISC-V 汇编。
典型应用场景：芯片启动代码（如初始化栈指针、配置时钟）、中断服务程序（ISR）的关键时序控制、电机控制的精确相位调节等。例如 STM32 的启动文件startup_stm32f103x6.s完全由汇编编写，负责引导程序进入 C 语言main函数。
局限性：开发效率极低，代码可移植性差，仅在需优化关键路径性能时局部使用，而非整体开发语言。
|
|
