微控制器简介

在上一课中，我们了解了微控制器 (MCU) 的基本结构和操作。现在让我们看看支持微处理器所需的一些硬件（外围电路）。我们将特别关注瑞萨电子 RL78 系列 (RL78/G13)（新一代通用 MCU 之一）中使用的一些硬件。

“发电机”——电源电路

在上一课中，我们了解了微控制器 (MCU) 的基本结构和操作。现在让我们看看支持微处理器所需的一些硬件（外围电路）。我们将特别关注瑞萨电子 RL78 系列 (RL78/G13)（新一代通用 MCU 之一）中使用的一些硬件。

MCU 与数字电路中介绍的各种组件一样，需要电源来驱动它。因此它必须连接到外部电池或其他合适的电源。图 1 显示了 20 引脚 RL78 系列 (RL78/G13) 芯片上的引脚排列。引脚9（VSS）和引脚10（VDD）是电源引脚，其连接如下：

引脚 9 (VSS) 至 GND。

引脚 10 (VDD) 连接到电源的正极端子。

RL78 系列 (RL78/G13) 的数据表（硬件手册）指出电源电压 (VDD) 必须在 1.6 至 5.5 V 之间。这意味着在提供此范围内的任何电压时，MCU 都能保证运行。该电压范围称为工作电压，或者在某些硬件手册中称为推荐工作电压。

图 2 显示了 20 引脚 RL78 系列 (RL78/G13) MCU 的实际电源连接配置示例。

引脚 10 连接至旁路电容器 C1。该旁路可防止电流尖峰导致电压下降时可能发生的故障。典型的旁路电容器是电容在 0.01 至 0.1 ?F 之间的陶瓷电容器。

电源电压由内部稳压器降低至用于驱动 MCU 内部电路的电压：即 1.8V 或 2.1V。稳压器本身由引脚 8 处的另一个电容器 C2 进行稳定。

“导体”——振荡器

正如我们在第三节数字电路基础知识中看到的那样，时序电路与时钟 (CK) 信号的上升沿或下降沿同步运行。MCU 由时序电路组成，因此需要 CK 信号。该外部时钟信号由连接到 MCU 的外部振荡器提供。

图 3 显示了连接到 RL78 系列 (RL78/G13) MCU 的外部振荡器的示例。具体地，晶体振荡器连接到引脚X1和X2。MCU 包括两个与外部时钟信号配合工作的内部时钟振荡器。

主时钟驱动CPU。

子时钟通常与外围电路一起使用或用作实时时钟。

由于 RL78 系列 (RL78/G13) 使用高精度片上振荡器（精度在 1% 以内）来驱动其强大的外围电路集，因此无需外部时钟即可运行。由内部时钟驱动的 MCU 设计成本较低。

然而，即使存在片上振荡器，在需要实现更好的精度和更低的温度引起的变化的情况下也可以使用外部晶体振荡器；例如，在用于控制手表等的MCU中。