问如何确定单片机时钟速度要求

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概述：

我花了一段时间想如何提出这个问题。为了缩小范围，我想以“现实生活”示例应用程序的形式提供我最初的HW需求。

我知道时钟的速度可能是相对的，因为它是一个逐个案例的基础。例如，您对某一速度的要求可能会受到MCU提供的片上外设的影响。例如，您可能会花费(n)个周期为编码器服务ISR，或者，您可以选择一个具有QEI输入的MCU (在某种程度上)为您服务，这反过来可能会放松您的需求？

我不是专家，而且还在学习，所以如果我用了一个不正确的术语，或者完全误解了什么，请叫我出来。我向你保证，欢迎反馈！

示例应用程序：

这个应用程序相对简单。它可以被认为是一台非阻塞状态机，其中机器的每一次‘迭代’必须在20 as内完成。这台机器的一次迭代有4项主要任务：

1. 解码串行有效负载，由32个字节组成。长度固定在32个字节，有效载荷是动态的，波特值为115200bps (见下面的任务#2 )，
2. 读取4个增量轴编码器信号，这些信号与4台直流电动机耦合，每台电动机有一个编码器(参见任务1
3. ，4个限制开关的位置)。ISR驱动，触发在上升边缘上的每一个switch.
4. Based上的3类输入，单片机将输出4个单独的信号@50 to (20毫秒)的电机控制器为其下一组运动。(见下面的任务#3 )

从IO的角度来看，我知道MCU正在读取8个数字信号(4个正交编码器，4个限制开关)，并在UART上解码32字节的串行帧。

基于这些数据，单片机将输出4个独立的PWM信号，每台电机脉宽为1000usec-3200usec。

问题：

说到底，我正试着思考如何将我的需求映射到MCU的选择中，仅仅从速度的角度来看。

我很容易在数据表中看到这个芯片，因为它有(n) UARTS，(n) ISR输入引脚，(n) PWM输出等等，所以这个芯片满足了我的要求。但是我的项目太小了，所以我总是认为处理器“足够快”。除了我的直接外设需要，我从来没有真正观察实际的单片机速度，这是一个问题，在我的一端。

为了解决这个问题，我试图了解根据给定应用程序的需要选择特定时钟速度的原因。或者，另一种说法，这可能是错误的，但是如何量化处理器对特定应用程序的理论负载？

更多信息

任务#1:编码器：

这4台电机在系统中都有不同的任务，但不管怎么说，它们都是相同的品牌/型号电机，最大RPM为230。我的假设是，如果在最坏的情况下，其中一台电机的转速为230 RPM，那将意味着，在完全正交分辨率(A/B通道的上升/下降数)，1000 per编码器将产生每转4K的中断。因此，MCU将不得不为这些中断提供服务，这可能会给系统造成瓶颈。例如，如果需要(n)个时钟周期来服务ISR，而对于一个电机的1转，我们期望4K中断，那就是…。230(RPM) * 4K (ISR / rev) ==每分钟92万次中断？呀！然后我想你可以再一次推断，在最坏的情况下，4台发动机的转速都是230 RPM，如果编码器是全分辨率的话，系统必须每分钟承受每分钟920 K的中断。那么920 K*4电机==每分钟3,680,000次中断？我百分之百地肯定我做错了什么，所以请你，让我直截了当。

任务2:串行解码

单片机将需要一个专用的HW串口来解码一个32字节的数据包，它每7ms重复一次不同的值。波特率将被设置为115200bps。

任务3:脉宽调制输出

基于任务1和任务2的信息，单片机将写入4个独立的PWM输出。每个输出的脉冲将在1000-3200 each之间，频率为50 of。