全球缺芯，单片机虽然分类多应用广，可是在这个时代依然供不应求

单片机的分类及应用

MCU按其存储器类型可分为无片内ROM型和带片内ROM型两种。对于无片内ROM型的芯片，必须外接EPROM才能应用（典型为8031）；带片内ROM型的芯片又分为片内EPROM型（典型芯片为87C51）、MASK片内掩模ROM型（典型芯片为8051）、片内Flash型（典型芯片为89C51）等类型。

按用途可分为通用型和专用型；根据数据总线的宽度和一次可处理的数据字节长度可分为8、16、32位MCU。

目前，国内MCU应用市场最广泛的是消费电子领域，其次是工业领域、和汽车电子市场。消费电子包括家用电器、电视、游戏机和音视频系统等。工业领域包括智能家居、自动化、医疗应用及新能源生成与分配等。汽车领域包括汽车动力总成和安全控制系统等。

单片机的基本功能

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，此类TImer在4位MCU中比较常见，因此可以用来实现时钟、计时等相关的功能。

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，有的MCU三者都同时具备，而有的则可能是其中的一种或两种。此类Timer应用非常灵活，实际的使用也千变万化，其中最常见的一种应用就是用其实现PWM输出。

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。

直接读写IO口：如MCS-51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。

程序编程设定输入输出方向的：此类IO口的输入或输出由程序根据实际的需要来进行设定，应用比较灵活，可以实现一些总线级的应用，如I2C总线，各种LCD、LED Driver的控制总线等。

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，其输出的状态电平必须考虑其外部的连接情况，应保证在Standby或静态状态下不存在拉电流或灌电流。

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，数据采样和状态的检测，中断的方式由上升沿、下降沿触发和电平触发几种。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(ATMEL的ATiny系列存在一些例外，输出口时也能触发中断功能)。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，为了保证信号不被遗漏，外部中断是最理想的选择。

数据的解码：在遥控应用领域，为了降低设计的成本，经常需要采用软件的方式来对各种编码数据进行解码，如Manchester和PWM编码的解码。

按键的检测和系统的唤醒：对于进入Sleep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)及Ready信号;有些情况下则可能没有Ready信号;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。

UART（Universal Asynchronous Receive Transmit）：属于最基本的一种异步传输接口，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与PC机的串口进行数据通讯。

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口来实现，其传输的数据速率完全由SCLK来控制，可快可慢，不像UART接口，有严格的速率要求。

Watchdog（看门狗定时器）：Watchdog也是绝大多数MCU的一种基本配置(一些4位MCU可能没有此功能)，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Samsung的KS57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我恢复的能力。

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单片机为什么不到一年时间涨这么多？

核心原因就是供不应求，全球缺芯。

前段时间，上家公司老板找我问了下以前产品的问题，顺势就聊聊大家最近在做的事，做的如何之类的话。

听老板语气都感觉有气无力的，其实不用他说，我都知道，前几年公司都是一直在亏钱，最近几年就更不容说了。

我大概3年前从那里离职，帮公司做了2款成品，客户刚准备量产了，疫情就来了。

所以，离职原因是不想拖累公司，因为当时发工资都比较困难了。

当然，我也没那么伟大，也怕公司拖欠工资影响到自己生活，毕竟自己也拖家带口的。

自己陪公司熬了几年，公司产品基本上也是我开发的，辞退我老板也开不了口，为了让大家体面一点，我就主动提出辞职了。

疫情，只是刚刚开始，接踵而来的芯片价格暴涨，更是雪上加霜，家里有矿的老板也经不起这种冲击啊。

STM32低端的原来才几块钱，后面涨到了100多，十几倍这样涨。

以前是渴望客户下单，现在是烧香拜佛希望客户别下单。

很多客户，你跟他一下子涨价10几倍肯定不接受，如果不做这个客户可能就流失了。

很尴尬，也很痛苦，有些企业干脆不卖产品了，卖库存芯片更挣钱。

在这两年买车的小伙伴估计也很清楚了，以前交车最多3个月，最近两年让你等6,7个月都是很正常的事。

比如说比亚迪的车，很多都生产好了，就是缺芯片。

所以，不单单是树莓派涨价，基本所有芯片都涨了。

是什么原因导致芯片涨价？

1.疫情

这是全球的灾难，导致很多企业停工停产，中间时间损耗以及各种连环效应，导致芯片严重缺货，供不应求。

虽然我们国家得到控制，但是欧洲国家也是芯片的主要产地之一。

2.现货商家囤货

有些商家前期大量购买现货芯片，恶意囤货，造成市场缺货，然后再高价卖出，还有一些卖假芯片的。

3.原材料价格上涨

2019年的时候，原料”沙子”短缺，沙子里面含有硅元素，是制造半导体器件的基础材料，导致整个产业链从沙子到芯片各个环节都在涨价。

4.国际关系影响

现在很多高端芯片都来自国外。

现在对于芯片的技术先进性，一般用多少纳米评估。

就是指芯片制造工艺的特征尺寸，我们常说多少纳米的芯片，指的就是这个。

芯片尺寸越小，芯片内部的晶体管密度就越大，性能也越强悍。

可以简单理解成芯片尺寸越小，晶体管密度越大，芯片就越先进。

目前全球制造芯片最牛逼的还是台积电，现在能量产的是5纳米。

我们现在还没这么精密的光刻机，高端芯片还不能完全国产化。

5.产能和需求不匹配

现在越来越多的产品都趋向智能化了，比如说平板、手表、手环、耳机、汽车等等太多了。

全球疫情，大家都居家隔离和办公，反而催生了对电子产品的需求。

每个电子产品都会用到很多芯片，再加上产能扩充并非易事，导致短时间内芯片供不应求。

所以，如果有条件在产业链上游混饭吃，肯定是最爽的。

没条件就只能沿着产业链逐步往下，找到能把自己条件利益最大化的一个环节深耕，一般也不至于饿肚子。

单片机有前途吗？说说我的看法

前言：

前两天逛x宝，在直播栏发现了韦东山老师的视频，他以没前途，没前途两方面否定了单片机的前途，学会了ARM裸机开发之后stm32，51都是很简单，引导大之后家用ARM裸机开发来学习单片机开发，不管老师说的我是否认可，但是无疑韦东山老师是带我进入了S3C2440的世界，当年大学就是听着他的课我来学习的ARM开发的，下面说说我对单片机开发和嵌入式开发的看法。

单片机开发

1、开发环境一般用Keil（51，ARM)，单片机开发我还是不建议用arm版gcc来开发（要写makefile，要写链接脚本），对于初级用户不友好，而Keil就跟VC 6.0一样，Build工程就能产生hex，我们不用关心中间到底是怎么编译链接的，想一想，我本来要点个Led灯，还得搞工程写各种对我来说没有任何意义的文件，还得学习这些文件内容描述格式，有时还半天搞不定，这太打击我对单片机学习的积极性了。灰心丧气，别人都说会C语言就可以给单片机编程了，我怎么还要学习这么多内容？命令行功能灵活，使用复杂，而IDE使用简单，功能够用，我为何不用IDE。

2、如果我们在小公司的话，单片机的软硬件都由一个人来完成，在整个项目中，我们关注的整个系统，我们要芯片选型，PCB绘制，程序编写，甚至样板我们还需要自己焊接，再独立完成软硬件的调试，想想这都需要一个人很强的动手能力，硬件有问题，我们还得改版继续循环之前的工作。

3、如果我们在大公司的话，要么我们做硬件，要么我们做软件，如果软件基于RTOS，也可以完成多任务的逻辑复杂的业务需求，没有所谓单片机开发很简单一说，毕竟赚钱的是业务服务，而不是一堆硬件芯片。随着现在单片机的性能越来越高，以前用ARM+Linux完成的功能现在用单片机也能完成，单片机软件开发也是嵌入式开发的一种。

嵌入式Linux开发

1、嵌入式Linux开发分为系统开发和应用开发，系统开发人员要跟各种硬件打交道，完成硬件驱动，调试硬件板子是否工作正常，系统是否稳定，同时优化裁剪Linux内核及文件系统和SDK等，工作量小，但是要求开发人员能力很高，没有一个公司愿意要一个培训班出来的做系统开发，没人相信你的能力，除非公司是你们自己家的。嵌入式Linux应用开发其实跟普通的Linux开发没什么区别，只是考验一个人编码的能力，软件工程的能力。

2、嵌入式Linux板子是一个完整的嵌入式计算机，板子上面资源丰富，有上GHz的处理器，有上GB的内存，有上GB的Flash，可以完成各种单片机无法完成的功能，但是单片机未必能完成嵌入式Linux完成的功能，所以一般用Linux来完成复杂的任务处理。

3、软件开发的时候，我们只有gcc命令行工具可以用，有时要折腾各种Makefile，编辑器我们可以选择我们喜欢的任何一款编辑器，最常用的代码阅读器是SourceInsight，IDE我们可以选择Eclipse，Qt Creater等，调试的时候我们只有gdb server来用，有时很不方便。

总结

只要C语言功底强，嵌入式Linux软件开发还是单片机软件开发都可以轻松搞定，有时我们没必要太强调它的前途还是钱途，适合我们能力的工作才是最好的，不要为了工作忘记了生活，祝大家开心每一天。

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