微控制器（MCU）又稱單片機，是一種高度集成的微型計算機系統(tǒng)，它將中央處理器（CPU）、存儲器（RAM/ROM/Flash）、輸入/輸出接口（I/O）及多種外設(shè)集成在一塊芯片上，專門用于嵌入式控制應(yīng)用。
微控制器（MCU）的核心作用是 在嵌入式系統(tǒng)中實現(xiàn)智能化控制，它將計算、存儲、通信和接口功能集成到單一芯片上，使電子設(shè)備能夠自主執(zhí)行特定任務(wù)。以下是其核心作用的詳細(xì)分類：

1. 實時控制與自動化

• 工業(yè)控制
  • 控制電機（如步進(jìn)電機、伺服電機）、機械臂、傳送帶等。
• 家用電器
  • 空調(diào)溫度調(diào)節(jié)、洗衣機程序控制、微波爐定時等。

2. 數(shù)據(jù)采集與處理

• 讀取溫度（DS18B20）、濕度（DHT11）、光照（BH1750）等傳感器數(shù)據(jù)。

3. 通信與聯(lián)網(wǎng)

• 有線通信
  • 通過UART、SPI、I2C、CAN等協(xié)議與外部設(shè)備交互。
  • 例：CAN總線在汽車中連接發(fā)動機控制單元（ECU）和儀表盤。
• 無線通信

4. 人機交互（HMI）

• 顯示控制
  • 驅(qū)動LCD、OLED屏幕顯示信息。
    輸入響應(yīng)
  • 處理按鍵、觸摸屏、旋轉(zhuǎn)編碼器等用戶輸入。

5. 低功耗管理

• 電池供電設(shè)備優(yōu)化
• 通過休眠模式（如STM32的Stop模式）延長續(xù)航。
• 例：Nordic nRF52系列在藍(lán)牙耳機中實現(xiàn)超低功耗待機。

6. 安全與加密

• 數(shù)據(jù)保護(hù)
  • 硬件加密（AES/SHA）、安全啟動（Secure Boot）。

7. 專用功能擴展

• 電機控制
  • 生成PWM信號驅(qū)動直流/無刷電機。
• AI邊緣計算
  • 部分高性能MCU支持輕量級AI推理。

下面分享五個知名廠家的MCU芯片資料：

1.沁恒微電子CH32V

數(shù)據(jù)手冊：http://www.cshb120.cn/d/6619441.html?1747302181

CH32V 系列是基于青稞 RISC-V 內(nèi)核設(shè)計的工業(yè)級通用微控制器，包括 CH32V305 連接型 MCU、CH32V307/CH32V317互聯(lián)型 MCU、CH32V208 無線型 MCU 等。CH32V30x 和 CH32V31x
系列基于青稞V4F微處理器設(shè)計，支持單精度浮點指令和快速中斷響應(yīng)，支持 144MHz 主頻零等待運行，提供 8 組串口、4 組電機 PWM高級定時器、SDIO、DVP 數(shù)字圖像接口、4 組模擬運放、雙 ADC 單元、雙 DAC 單元，內(nèi)置USB2.0 高速 PHY收發(fā)器（480Mbps）、千兆以太網(wǎng) MAC 控制器及 10 兆物理層收發(fā)器、10/100 兆物理層收發(fā)器（僅適用于 CH32V317）等。

產(chǎn)品工作額定電壓為 3.3V，工作溫度范圍為-40℃～85℃工業(yè)級。支持多種省電工作模式來滿足產(chǎn)
品低功耗應(yīng)用要求。系列產(chǎn)品中各型號在資源分配、外設(shè)數(shù)量、外設(shè)功能等方面有所差異，按需選擇。

系統(tǒng)架構(gòu)

微控制器基于 RISC-V 指令集設(shè)計，其架構(gòu)中將內(nèi)核、仲裁單元、DMA 模塊、SRAM 存儲等部分通過多組總線實現(xiàn)交互。設(shè)計中集成通用 DMA 控制器以減輕 CPU 負(fù)擔(dān)、提高訪問效率，應(yīng)用多級時鐘管理機制降低了外設(shè)的運行功耗，同時兼有數(shù)據(jù)保護(hù)機制，時鐘自動切換保護(hù)等措施增加了系統(tǒng)穩(wěn)定性。
下圖是系列產(chǎn)品內(nèi)部總體架構(gòu)框圖。

2.瑞薩電子RA8T1

數(shù)據(jù)手冊：http://www.cshb120.cn/d/6619393.html?1747302331

RA8T1 系列 32 位微控制器 （MCU） 基于高達(dá) 480MHz 的 Arm^?^ Cortex-M85^?^ 內(nèi)核，采用 Helium? 技術(shù)和 TrustZone ^?^ ，并提供針對電機或逆變器控制進(jìn)行優(yōu)化的外設(shè)功能。RA8T1 系列不僅集成了高達(dá) 2MB 的大容量閃存、1MB SRAM（包括 TCM）、PWM 定時器、模擬功能、多種連接功能，還支持高級安全特性和安全功能。RA8T1 系列通過其高性能和豐富的集成功能，在用戶系統(tǒng)上實現(xiàn)高級電機控制或附加功能。RA8T1 系列支持靈活配置軟件包 （FSP） 和合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)，以及電機控制評估套件、軟件和工具。

特性

• 480MHz Arm Cortex-M85，采用 Helium 技術(shù)和 TrustZone
• 1MB - 2MB 雙區(qū)閃存和 1MB SRAM，包括 TCM
• 12KB 數(shù)據(jù)閃存和 1KB 休眠用 SRAM
• 32KB I/D 高速緩存
• 14 通道 PWM 定時器和 4 通道低功耗定時器
• 12 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，具有 3 通道取樣和保持功能
• 12 位數(shù)模轉(zhuǎn)換器和高速模擬比較器
• 帶 DMA 控制器的以太網(wǎng) MAC
• USB2.0 全速設(shè)備/主機
• CAN FD
• SD/MMC 主機接口
• SPI/I2C/I3C 多主機接口
• 串行通信接口（UART、簡單 SPI、簡單 I2C）
• 瑞薩電子安全 IP （RSIP-E51A）
• 用于第一級引導(dǎo)加載程序 （FSBL） 的不可變 ROM
• 可從 100 引腳封裝擴展至 224 引腳封裝

應(yīng)用

交流變頻器和通用逆變器系統(tǒng)
20kW三相PFC逆變器
工業(yè)自動化（交流驅(qū)動、交流伺服、AGV/AMR）
樓宇自動化（HVAC、壓縮機、太陽能逆變器）
智能家居（空調(diào)、洗衣機/烘干機、冰箱、吸塵器）
農(nóng)業(yè)（電動工具、割草機）

框圖

圖1.1展示了MCU超集的框圖。該組中的某些單個器件僅具備其中部分功能。

3.兆易創(chuàng)新GD32H75E

數(shù)據(jù)手冊：http://www.cshb120.cn/d/6619361.html?1747302498

GD32H75E產(chǎn)品系列支持EtherCAT?從站控制器。其主頻高達(dá)600MHz，支持高達(dá)3840K Flash和1024K SARM。還集成了一系列數(shù)字和模擬外設(shè)資源，提供 BGA240 封裝選項。其中搭配的是兆易創(chuàng)新的GDSCN832系列EtherCAT?從站控制器，GDESC系列提供QFN64封裝型號。可廣泛適用于伺服控制、變頻驅(qū)動、工業(yè)PLC、工業(yè)通訊模塊等各類應(yīng)用場景。
● 2 個內(nèi)置PHY+ 1個MII擴展接口
● 8xFieldbus Memory Management Units (FMMUs)
● 8個同步管理器 (Sync Manager Entities)
● 8KB DPRAM
● 64-bit分布式時鐘，支持主從站同步，精度低于1uS
● 支持8/16位串行/并行口通信，支持SPI/QSPI/OSPI從機接口，支持EXMC同步模式
● 支持1.8V-3.3V可變電壓I/O

GD32H75E系列器件是基于Arm? Cortex?-M7處理器的32位通用微控制器。Arm? Cortex?-M7處理器包括64位AMBA4 AXI、32位AHB外設(shè)（AHBP）端口、32位AHB從設(shè)備端口，用于外部主設(shè)備訪問內(nèi)存，以及用于CoreSight調(diào)試組件的APB接口。存儲器的組織采用了哈佛結(jié)構(gòu)，預(yù)先定義的存儲器映射和高達(dá)4 GB的存儲空間，充分保證了系統(tǒng)的靈活性和可擴展性。

GD32H75E器件的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

4.TI MSP430FR6005 MCU

數(shù)據(jù)手冊：http://www.cshb120.cn/d/6619258.html?1747302764

德州儀器 （TI） 的 MSP430FR600x 系列超聲波傳感和測量 SoC 是功能強大、高度集成的微控制器 （MCU），針對水表和熱量表進(jìn)行了優(yōu)化。MSP430FR600x MCU 提供集成的超聲波傳感解決方案 （USS） 模塊，可在各種流速下提供高精度。USS 模塊有助于實現(xiàn)超低功耗計量，并且由于需要極少的外部元件即可實現(xiàn)最大集成度，從而降低系統(tǒng)成本。MSP430FR600x MCU 實現(xiàn)了基于 ADC 的高速信號采集，然后使用集成的低功耗加速器 （LEA） 模塊進(jìn)行了優(yōu)化的數(shù)字信號處理，以提供具有超低功耗的高精度計量解決方案，非常適合電池供電的計量應(yīng)用。

USS 模塊包括一個可編程脈沖發(fā)生器 （PPG） 和一個帶有低阻抗輸出驅(qū)動器的物理接口 （PHY），用于實現(xiàn)最佳傳感器激勵，從而為零流漂移 （ZFD） 提供最佳結(jié)果。該模塊還包括一個可編程增益放大器 （PGA） 和一個高速 12 位 8Msps Σ-Δ ADC （SDHS），用于從行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)超聲波傳感器精確采集信號。

此外，MSP430FR600x MCU 還集成了其他外設(shè)，以改善計量的系統(tǒng)集成。MSP430FR600x MCU 還具有片上 8 多路復(fù)用 LCD 驅(qū)動器、RTC、12 位 SAR ADC、模擬比較器、高級加密加速器 （AES256） 和循環(huán)冗余校驗 （CRC） 模塊。

MSP430FR600x MCU 由廣泛的硬件和軟件生態(tài)系統(tǒng)提供支持，并提供參考設(shè)計和代碼示例，可幫助您快速開始設(shè)計。開發(fā)套件包括 [MSP-TS430PZ100E 100 引腳目標(biāo)開發(fā)板]和 [EVM430-FR6047 超聲波水流量計 EVM]。TI 還提供免費軟件，包括超聲波傳感設(shè)計中心、超聲波傳感軟件庫和 [MSP430Ware? 軟件]。

TI 的 MSP430 超低功耗 （ULP） FRAM 微控制器平臺將獨特的嵌入式 FRAM 和整體超低功耗系統(tǒng)架構(gòu)相結(jié)合，使系統(tǒng)設(shè)計人員能夠在降低能耗的同時提高性能。FRAM 技術(shù)將 RAM 的低能耗快速寫入、靈活性和耐用性與閃存的非易失性相結(jié)合。

5.ADI MAX32550
數(shù)據(jù)手冊：http://www.cshb120.cn/d/6618414.html?1747302991

DeepCover安全微控制器(MAX32550)提供安全、高成效、可協(xié)同操作的解決方案，用于構(gòu)建新一代安全防護(hù)設(shè)備，例如：移動芯片和密碼鍵盤。MAX32550基于Arm Cortex M3處理器，具有1MB嵌入式閃存、256KB系統(tǒng)RAM、8KB電池備份AES自加密NVSRAM。器件包括移動POS終端的所有必要功能，包括加密引擎、真隨機數(shù)發(fā)生器、電池備份RTC、環(huán)境和篡改檢測電路、磁條讀卡器、智能卡控制器(帶嵌入式收發(fā)器，直接支持1.8V、3.3V和5V智能卡)以及集成密碼鍵盤控制器。器件也提供無縫連接TFT顯示屏的接口，包括各種各樣的外設(shè)、SPI、UART、DMA、ADC和DAC，為控制和系統(tǒng)設(shè)計差異化增加了靈活性。
特性

• ARM Cortex M3處理器核的集成使應(yīng)用簡單
  • 通過PLL提供108MHz處理器核工作頻率
  • 1MB雙組閃存，加緩存
  • 256KB系統(tǒng)SRAM
  • 8KB AES的自加密NVSRAM
• 安全特性有助于系統(tǒng)級保護(hù)
  • 帶有公鑰認(rèn)證的安全裝訂器
  • AES、DES和SHA硬件加速器
  • 模運算硬件加速器(MAA)支持RSA、DSA和ECDSA
  • 8線密碼鍵盤控制器
  • 硬件隨機數(shù)發(fā)生器
  • 帶有動態(tài)故障檢測的芯片防護(hù)罩
  • 6對外部防篡改檢測傳感器，具有獨立的隨機動態(tài)模板
  • 256位、電池備份、基于觸發(fā)器的安全密匙存儲器
  • 溫度和電壓篡改偵測
  • 實時時鐘
• 集成外設(shè)減少外部元件數(shù)量
  • 三軌磁條讀卡器接口
  • 一個ISO 7816智能卡接口，集成收發(fā)器(1.8V、3V和5V)
  • USB 2.0器件，內(nèi)置收發(fā)器和獨自的PLL
  • 3個SPI端口、2個UART端口和1個I2C控制器
  • 六個定時器，四個支持PWM
  • 多達(dá)70個通用I/O引腳
  • 2通道、10位ADC和1通道、8位DAC
  • 彩色/黑白LCD TFT控制器
  • 4通道DMA控制器
• 電源管理優(yōu)化電池壽命、降低工作狀態(tài)時的功耗
  • 3.3V單電源供電*
  • 集成電池備份開關(guān)
  • 時鐘門控功能
  • 低電流電池備份選項

框圖

MCU廠家推薦

1.兆易創(chuàng)新

兆易創(chuàng)新科技集團股份有限公司 (股票代碼603986) 是全球領(lǐng)先的Fabless芯片供應(yīng)商，公司成立于2005年4月，總部設(shè)于中國北京，在中國上海、深圳、合肥、西安、成都、蘇州、香港和新竹，新加坡、美國、韓國、日本、英國、德國等多個國家和地區(qū)均設(shè)有分支機構(gòu)和辦事處，營銷網(wǎng)絡(luò)遍布全球，為客戶提供優(yōu)質(zhì)便捷的本地化支持服務(wù)。
公司的核心產(chǎn)品線為存儲器（Flash、利基型DRAM）、32位通用型MCU、智能人機交互傳感器、模擬產(chǎn)品及整體解決方案。公司產(chǎn)品以“高性能、低功耗”著稱，技術(shù)實力備受行業(yè)認(rèn)可。

2.沁恒微電子

南京沁恒微電子股份有限公司專注于連接技術(shù)和微處理器內(nèi)核研究，是一家基于自研專業(yè)接口IP、微處理器內(nèi)核IP構(gòu)建一體化芯片的集成電路設(shè)計企業(yè)。公司致力于為客戶提供萬物互聯(lián)、上下互通的芯片及解決方案，主要產(chǎn)品包括USB/藍(lán)牙/以太網(wǎng)接口芯片和連接型/互聯(lián)型/無線型MCU，產(chǎn)品側(cè)重于連接、聯(lián)網(wǎng)和控制。

SoC和MCU芯片通?？梢苑纸鉃槿舾蓚€更底層的IP組件。例如，設(shè)計USB網(wǎng)卡芯片首先是將USB PHY及控制器、以太網(wǎng)PHY及MAC、處理器內(nèi)核這三大組件分別購齊或自研。不同于外購PHY或處理器IP組件的技術(shù)授權(quán)再組裝設(shè)計芯片的快捷省事路線，沁恒基于性能、成本和自主的考慮，堅持長期主義，多年來持續(xù)布局關(guān)鍵IP組件的自研，注重追溯本源和底層構(gòu)建。自主IP體系帶來了芯片架構(gòu)的靈活性，相比外購組件黑盒，自研的底層組件有利于一體化的銜接優(yōu)化，改善整體性能和效率，降低功耗，減小體積，并具有可持續(xù)的發(fā)展路徑和長期的邊際成本優(yōu)勢。

3.瑞薩電子

2010年4月1日，日本東京訊--在完成了對前株式會社瑞薩科技與NEC電子公司的業(yè)務(wù)整合工作后，新成立的瑞薩電子株式會社（以下簡稱瑞薩電子；TSE：6723）于2010年4月1日宣布公司正式啟動商業(yè)運營。
作為全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體芯片供應(yīng)商，瑞薩科技專注于單片機、邏輯模擬系統(tǒng)LSI、分立半導(dǎo)體元件以及存儲器（如SRAM）等產(chǎn)品的研發(fā)、設(shè)計、制造與銷售。在移動通信、汽車電子和PC/AV等多個領(lǐng)域，該公司均穩(wěn)居全球市場份額之首，是無線網(wǎng)絡(luò)、汽車、消費與工業(yè)市場嵌入式半導(dǎo)體設(shè)計與制造的佼佼者。
瑞薩電子的產(chǎn)品線廣泛，涵蓋了多種類型的半導(dǎo)體產(chǎn)品。其中包括微控制器（MCU），其產(chǎn)品線豐富，如F系列、D系列、Super系列以及RH850族等，這些MCU在汽車電子、消費電子和工業(yè)設(shè)備等多個領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，特別是在汽車儀表、動力總成和車身控制等方面表現(xiàn)出色。此外，公司還提供高性能的系統(tǒng)LSI，適用于汽車電子、工業(yè)控制等場景。模擬和功率半導(dǎo)體器件也是瑞薩電子的強項，這些器件在汽車、PC、消費和工業(yè)設(shè)備中都有重要應(yīng)用，特別是在汽車級MOSFET和智能功率器件方面具有顯著的競爭優(yōu)勢。另外，RA Arm Cortex-M微處理器作為高性能微處理器，同樣適用于各種嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用。

4.ADI

亞德諾半導(dǎo)體是業(yè)界廣泛認(rèn)可的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和信號處理技術(shù)全球領(lǐng)先的供應(yīng)商，模擬器件公司發(fā)展、生產(chǎn)、銷售高性能模擬、數(shù)字和混合信號ic，用于各類信號處理，目前在模擬、數(shù)字信號處理用的精密高性能ic方面居領(lǐng)先地位。主要產(chǎn)品包括系統(tǒng)及ic和通用標(biāo)準(zhǔn)線性ic，此外也生產(chǎn)采用組裝產(chǎn)品技術(shù)生產(chǎn)的器件產(chǎn)品。

我們的解決方案將協(xié)助客戶將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可行見解，并使互聯(lián)設(shè)備更智能、響應(yīng)更敏捷。借助我們的模擬和混合信號設(shè)備、電源管理、射頻產(chǎn)品以及邊緣處理器和傳感器，可以利用并激活數(shù)據(jù)，從而在現(xiàn)實與數(shù)字世界之間架起橋梁。
無論未來在航空航天、汽車、可持續(xù)能源、通信、數(shù)字醫(yī)療、工業(yè)自動化、儀器儀表或消費電子領(lǐng)域?qū)⒂泻蔚韧黄?，ADI都將繼續(xù)助您超越一切可能。

5.華大半導(dǎo)體

華大半導(dǎo)體有限公司于2014年5月8日在自貿(mào)區(qū)市場監(jiān)督管理局登記成立。法定代表人陳忠國，公司經(jīng)營范圍包括集成電路產(chǎn)品的研究、開發(fā)和銷售，電子元器件等。
華大半導(dǎo)體是中國電子信息產(chǎn)業(yè)集團有限公司（CEC）旗下專業(yè)的集成電路發(fā)展平臺公司，圍繞汽車電子、工業(yè)控制、物聯(lián)網(wǎng)三大應(yīng)用領(lǐng)域，重點布局控制芯片、功率半導(dǎo)體、高端模擬芯片和安全芯片等，形成了競爭力強勁的產(chǎn)品矩陣及全面的解決方案。

6.中穎電子

中穎電子自1994年設(shè)立，2004年4月已通過ISO9001認(rèn)證，并于2009年順利完成ISO9001：2008版升版，公司持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，現(xiàn)有人員逾200人，主要分布于上海、深圳、香港等地。
中穎電子本著專業(yè)專精的精神，專注于單片機（MCU)產(chǎn)品集成電路設(shè)計。MCU母體包括4-bit OTP/MASK MCU、8-bitOTP/MASK MCU、8-bit FLASH MCU，主要應(yīng)用于各種小家電、白色家電、黑色家電、汽車電子周邊、運動器材、醫(yī)療保健、四表（水、電、氣、暖）、儀器儀表、安防、電源控制、馬達(dá)控制、工業(yè)控制、變頻、數(shù)碼電機、計算機鍵盤、鼠標(biāo)、網(wǎng)絡(luò)音樂（便攜式、車載、床頭音響）、無線兒童監(jiān)控器、無線耳機/喇叭/門鈴。同時，在擴大家電及計算機數(shù)碼產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，又?jǐn)U充了OLED、電池管理等綠色能源系列產(chǎn)品，以環(huán)保節(jié)能的先進(jìn)理念揭開新的篇章。中穎電子植根中國，貼近市場，貼近客戶，堅持專業(yè)化、差異化、成本化的經(jīng)營策略，不斷增強自身的核心競爭力及價值，協(xié)助終端客戶持續(xù)降低不良率及返修率，提高生產(chǎn)直通率，建立了良好的質(zhì)量可靠度形象。相信在既有團隊的努力及產(chǎn)能的充分支持下，必能支持您大幅提升競爭力，同時我們也將鞭策自己在產(chǎn)品與服務(wù)上進(jìn)一步提升質(zhì)量，邁入新境界，使客戶及我們自己都能在這激烈的競爭中更為突出、領(lǐng)先。