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，它將中央處理器（CPU）、存儲器（RAM/ROM/Flash）、輸入/輸出接口（I/O）及多種外設集成在一塊芯片上，專門用于嵌入式控制應用。
微控制器（MCU）的核心作用是 在嵌入式系統中實現智能化控制，它將計算、存儲、通信和接口功能集成到單一芯片上，使電子設備能夠自主執行特定任務。以下是其核心作用的詳細分類：

1. 實時控制與自動化

• 工業控制
  • 控制電機（如步進電機、伺服電機）、機械臂、傳送帶等。
• 家用電器
  • 空調溫度調節、洗衣機程序控制、微波爐定時等。

2. 數據采集與處理

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

3. 通信與聯網

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

4. 人機交互（HMI）

• 顯示控制
  • 驅動LCD、OLED屏幕顯示信息。
    輸入響應
  • 處理按鍵、觸摸屏、旋轉編碼器等用戶輸入。

5. 低功耗管理

• 電池供電設備優化
• 通過休眠模式（如STM32的Stop模式）延長續航。
• 例：Nordic nRF52系列在藍牙耳機中實現超低功耗待機。

6. 安全與加密

• 數據保護
  • 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

數據手冊：http://m.xsypw.cn/d/6619441.html?1747302181

CH32V 系列是基于青稞 RISC-V 內核設計的工業級通用微控制器，包括 CH32V305 連接型 MCU、CH32V307/CH32V317互聯型 MCU、CH32V208 無線型 MCU 等。CH32V30x 和 CH32V31x
系列基于青稞V4F微處理器設計，支持單精度浮點指令和快速中斷響應，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 數字圖像接口、4 組模擬運放、雙 ADC 單元、雙 DAC 單元，內置USB2.0 高速 PHY收發器（480Mbps）、千兆以太網 MAC 控制器及 10 兆物理層收發器、10/100 兆物理層收發器（僅適用于 CH32V317）等。

產品工作額定電壓為 3.3V，工作溫度范圍為-40℃～85℃工業級。支持多種省電工作模式來滿足產
品低功耗應用要求。系列產品中各型號在資源分配、外設數量、外設功能等方面有所差異，按需選擇。

系統架構

微控制器基于 RISC-V 指令集設計，其架構中將內核、仲裁單元、DMA 模塊、SRAM 存儲等部分通過多組總線實現交互。設計中集成通用 DMA 控制器以減輕 CPU 負擔、提高訪問效率，應用多級時鐘管理機制降低了外設的運行功耗，同時兼有數據保護機制，時鐘自動切換保護等措施增加了系統穩定性。
下圖是系列產品內部總體架構框圖。

2.瑞薩電子RA8T1

數據手冊：http://m.xsypw.cn/d/6619393.html?1747302331

RA8T1 系列 32 位微控制器 （MCU） 基于高達 480MHz 的 Arm^?^ Cortex-M85^?^ 內核，采用 Helium? 技術和 TrustZone ^?^ ，并提供針對電機或逆變器控制進行優化的外設功能。RA8T1 系列不僅集成了高達 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，在用戶系統上實現高級電機控制或附加功能。RA8T1 系列支持靈活配置軟件包 （FSP） 和合作伙伴生態系統，以及電機控制評估套件、軟件和工具。

特性

• 480MHz Arm Cortex-M85，采用 Helium 技術和 TrustZone
• 1MB - 2MB 雙區閃存和 1MB SRAM，包括 TCM
• 12KB 數據閃存和 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 位模數轉換器，具有 3 通道取樣和保持功能
• 12 位數模轉換器和高速模擬比較器
• 帶 DMA 控制器的以太網 MAC
• USB2.0 全速設備/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

應用

交流變頻器和通用逆變器系統
20kW三相PFC逆變器
工業自動化（交流驅動、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、洗衣機/烘干機、冰箱、吸塵器）
農業（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。

3.兆易創新GD32H75E

數據手冊：http://m.xsypw.cn/d/6619361.html?1747302498

GD32H75E產品系列支持EtherCAT?從站控制器。其主頻高達600MHz，支持高達3840K Flash和1024K SARM。還集成了一系列數字和模擬外設資源，提供 BGA240 封裝選項。其中搭配的是兆易創新的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、變頻驅動、工業PLC、工業通訊模塊等各類應用場景。
● 2 個內置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（AHBP）端口、32位AHB從設備端口，用于外部主設備訪問內存，以及用于CoreSight調試組件的APB接口。存儲器的組織采用了哈佛結構，預先定義的存儲器映射和高達4 GB的存儲空間，充分保證了系統的靈活性和可擴展性。

GD32H75E器件的系統架構示意圖

4.TI MSP430FR6005 MCU

數據手冊：http://m.xsypw.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行了優化。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 模塊有助于實現超低功耗計量，并且由于需要極少的外部元件即可實現最大集成度，從而降低系統成本。MSP430FR600x MCU 實現了基于 ADC 的高速信號采集，然后使用集成的低功耗加速器 （LEA） 模塊進行了優化的數字信號處理，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用。

USS 模塊包括一個可編程脈沖發生器 （PPG） 和一個帶有低阻抗輸出驅動器的物理接口 （PHY），用于實現最佳傳感器激勵，從而為零流漂移 （ZFD） 提供最佳結果。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），用于從行業標準超聲波傳感器精確采集信號。

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

MSP430FR600x MCU 由廣泛的硬件和軟件生態系統提供支持，并提供參考設計和代碼示例，可幫助您快速開始設計。開發套件包括 [MSP-TS430PZ100E 100 引腳目標開發板]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架構相結合，使系統設計人員能夠在降低能耗的同時提高性能。FRAM 技術將 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合。

5.ADI MAX32550
數據手冊：http://m.xsypw.cn/d/6618414.html?1747302991

DeepCover安全微控制器(MAX32550)提供安全、高成效、可協同操作的解決方案，用于構建新一代安全防護設備，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、真隨機數發生器、電池備份RTC、環境和篡改檢測電路、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、SPI、UART、DMA、ADC和DAC，為控制和系統設計差異化增加了靈活性。
特性

• ARM Cortex M3處理器核的集成使應用簡單
  • 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SRAM
  • 8KB AES的自加密NVSRAM
• 安全特性有助于系統級保護
  • 帶有公鑰認證的安全裝訂器
  • 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
  • 硬件隨機數發生器
  • 帶有動態故障檢測的芯片防護罩
  • 6對外部防篡改檢測傳感器，具有獨立的隨機動態模板
  • 256位、電池備份、基于觸發器的安全密匙存儲器
  • 溫度和電壓篡改偵測
  • 實時時鐘
• 集成外設減少外部元件數量
  • 三軌磁條讀卡器接口
  • 一個ISO 7816智能卡接口，集成收發器(1.8V、3V和5V)
  • USB 2.0器件，內置收發器和獨自的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
• 電源管理優化電池壽命、降低工作狀態時的功耗
  • 3.3V單電源供電*
  • 集成電池備份開關
  • 時鐘門控功能
  • 低電流電池備份選項

框圖

MCU廠家推薦

1.兆易創新

兆易創新科技集團股份有限公司 (股票代碼603986) 是全球領先的Fabless芯片供應商，公司成立于2005年4月，總部設于中國北京，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均設有分支機構和辦事處，營銷網絡遍布全球，為客戶提供優質便捷的本地化支持服務。
公司的核心產品線為存儲器（Flash、利基型DRAM）、32位通用型MCU、智能人機交互傳感器、模擬產品及整體解決方案。公司產品以“高性能、低功耗”著稱，技術實力備受行業認可。

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和微處理器內核研究，是一家基于自研專業接口IP、微處理器內核IP構建一體化芯片的集成電路設計企業。公司致力于為客戶提供萬物互聯、上下互通的芯片及解決方案，主要產品包括USB/藍牙/以太網接口芯片和連接型/互聯型/無線型MCU，產品側重于連接、聯網和控制。

SoC和MCU芯片通常可以分解為若干個更底層的IP組件。例如，設計USB網卡芯片首先是將USB PHY及控制器、以太網PHY及MAC、處理器內核這三大組件分別購齊或自研。不同于外購PHY或處理器IP組件的技術授權再組裝設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，多年來持續布局關鍵IP組件的自研，注重追溯本源和底層構建。自主IP體系帶來了芯片架構的靈活性，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化，改善整體性能和效率，降低功耗，減小體積，并具有可持續的發展路徑和長期的邊際成本優勢。

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電子公司的業務整合工作后，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運營。
作為全球領先的半導體芯片供應商，瑞薩科技專注于單片機、邏輯模擬系統LSI、分立半導體元件以及存儲器（如SRAM）等產品的研發、設計、制造與銷售。在移動通信、汽車電子和PC/AV等多個領域，該公司均穩居全球市場份額之首，是無線網絡、汽車、消費與工業市場嵌入式半導體設計與制造的佼佼者。
瑞薩電子的產品線廣泛，涵蓋了多種類型的半導體產品。其中包括微控制器（MCU），其產品線豐富，如F系列、D系列、Super系列以及RH850族等，這些MCU在汽車電子、消費電子和工業設備等多個領域都有廣泛應用，特別是在汽車儀表、動力總成和車身控制等方面表現出色。此外，公司還提供高性能的系統LSI，適用于汽車電子、工業控制等場景。模擬和功率半導體器件也是瑞薩電子的強項，這些器件在汽車、PC、消費和工業設備中都有重要應用，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應用。

4.ADI

亞德諾半導體是業界廣泛認可的數據轉換和信號處理技術全球領先的供應商，模擬器件公司發展、生產、銷售高性能模擬、數字和混合信號ic，用于各類信號處理，目前在模擬、數字信號處理用的精密高性能ic方面居領先地位。主要產品包括系統及ic和通用標準線性ic，此外也生產采用組裝產品技術生產的器件產品。

我們的解決方案將協助客戶將原始數據轉化為可行見解，并使互聯設備更智能、響應更敏捷。借助我們的模擬和混合信號設備、電源管理、射頻產品以及邊緣處理器和傳感器，可以利用并激活數據，從而在現實與數字世界之間架起橋梁。
無論未來在航空航天、汽車、可持續能源、通信、數字醫療、工業自動化、儀器儀表或消費電子領域將有何等突破，ADI都將繼續助您超越一切可能。

5.華大半導體

華大半導體有限公司于2014年5月8日在自貿區市場監督管理局登記成立。法定代表人陳忠國，公司經營范圍包括集成電路產品的研究、開發和銷售，電子元器件等。
華大半導體是中國電子信息產業集團有限公司（CEC）旗下專業的集成電路發展平臺公司，圍繞汽車電子、工業控制、物聯網三大應用領域，重點布局控制芯片、功率半導體、高端模擬芯片和安全芯片等，形成了競爭力強勁的產品矩陣及全面的解決方案。

6.中穎電子

中穎電子自1994年設立，2004年4月已通過ISO9001認證，并于2009年順利完成ISO9001：2008版升版，公司持續穩定發展，現有人員逾200人，主要分布于上海、深圳、香港等地。
中穎電子本著專業專精的精神，專注于單片機（MCU)產品集成電路設計。MCU母體包括4-bit OTP/MASK MCU、8-bitOTP/MASK MCU、8-bit FLASH MCU，主要應用于各種小家電、白色家電、黑色家電、汽車電子周邊、運動器材、醫療保健、四表（水、電、氣、暖）、儀器儀表、安防、電源控制、馬達控制、工業控制、變頻、數碼電機、計算機鍵盤、鼠標、網絡音樂（便攜式、車載、床頭音響）、無線兒童監控器、無線耳機/喇叭/門鈴。同時，在擴大家電及計算機數碼產品的基礎上，又擴充了OLED、電池管理等綠色能源系列產品，以環保節能的先進理念揭開新的篇章。中穎電子植根中國，貼近市場，貼近客戶，堅持專業化、差異化、成本化的經營策略，不斷增強自身的核心競爭力及價值，協助終端客戶持續降低不良率及返修率，提高生產直通率，建立了良好的質量可靠度形象。相信在既有團隊的努力及產能的充分支持下，必能支持您大幅提升競爭力，同時我們也將鞭策自己在產品與服務上進一步提升質量，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、領先。