嵌入式系統常用的幾種MCU

最近在實作嵌入式系統時因為系統需要更強的運算功能，決定捨棄原本常用的Atmega328p，尋找其他32位元MCU開發平台，選擇平台是件大事，每個平台的適用場景跟開發環境都不同，藉此機會來分析一下。

ATMEL系列 (如ATMEGA328P)

• Atmega328p是ATMEL公司(美國)生產的8位元AVR架構MCU，常用於Arduino UNO板上
• 優點:容易入門且文檔完整、社群支援完整(Arduino生態系建立的很好)、良好的功耗效率(這點沒實測過但聽說很不錯)
• 缺點:與其他32位元MCU相比，處理能力有限、較少的內置記憶體和RAM、以他的性能來說小貴(35元上下)
• 適用場景: 初學者入門的專案(例如Arduino教學、簡單的嵌入式專案)、低功耗低成本的家用電子裝置

ESP系列 (如ESP32-C3)

• ESP32-C3是Espressif Systems公司(中國)的產品，基於32位元RICS-V或Xtensa架構，自帶WiFi和藍牙功能
• 優點:直接包含WiFi和藍牙不用外接模組所以CP很高(一顆35-50元)、也是很多人在使用社群支援算完整、有內涵SPI flash的版本很方便
• 缺點:較高的功耗(雖然有深度睡眠功能)、系統穩定性聽說不佳
• 適用場景: IoT (物聯網) 需要WiFi或藍牙連接的設備、智慧家電、智慧穿戴裝置、不是很關鍵的東西。

STM系列 (如STMF103C8T6)

• STMF103C8T6是STMicroelectronics公司(瑞士)的32位元ARM Cortex-M3微控制器
• 優點:運算功能強、具有多種接口、有低功耗模式的版本，具有較高的性價比(範圍大20-60元都有)、有很完整的開發除錯工具、在工業產品中比較常用
• 缺點:開發環境較為複雜、較少的RAM和Flash
• 適用場景: 複雜的嵌入式專案、需要強大的處理能力、工業自動化、無人機、高階的感測器系統

STC系列 (如STC89C52)

• STC89C52是STC Micro公司(中國)生產的8位元8051微控制器。
• 優點: 8051架構非常的古老、具有廣泛的應用和大量的資料支援、價格超便宜(10-50元)、開發環境算簡單。
• 缺點:超舊的架構，處理能力有限、較少的內存和RAM、可以看作是人弱化版的Atmel系列、但因為功能單純，家電之類的很常用到
• 適用場景: 傳統的嵌入式系統，如家用電器控制、教育用途，學習8051微控制器的原理和程式設計、簡單的LED顯示、鍵盤輸入等基本IO操作

RASPBERRY系列 (如RP2040)

• RP2040是Raspberry Pi基金會(英國)開發的32位元ARM Cortex-M0+微控制器
• 優點:高效的處理性能、RAM算大、開源資源和社群支援、簡單的開發環境(Micropython)、CP值也很高(35元)
• 缺點: 較新的產品，可能存在與硬體不穩定的問題有些Bug可能還沒有解法
• 適用場景: 要求高性能處理的嵌入式專案、影音運算、影像處理、複雜的演算法運算、大數據處理、跑TinyML模型等等