现如今,人们的生活已经离不开智能电子产品,像手机、电脑和智能家居等各种智能的生活和娱乐产品。智能产品都缺少不了一颗芯片,也就是微处理器,微处理器添加以各种外设和接口就构成了微控制器,以实现各种功能,微控制器简称MCU。不仅仅是在人们生活当中,像在工业、通信、国防、医疗和交通等领域也都不可缺少微处理器和微控制器。本文基于一种最新的精简指令集RISC-V设计了一种五级流水线的微处理器,通过分析RISC-V指令集,对流水线的取指、译码、执行、访存和回写级进行了逻辑和功能的设计,最后基于Wishbone总线结构设计了微处理器的外围设备,以构成具有实用化功能的微控制器,其中包括GPIO、FLASH控制器、UART控制器和SDRAM控制器。通过编写汇编验证代码,并利用GNU工具链生成二进制测试代码后,在Modelsim下仿真验证证明,本文实现了RISC-V指令集中的47条指令。将添加Wishbone总线和外围设备之后的微控制器通过Quartus II进行逻辑综合,最后下载到FPGA开发平台上进行整体指令和功能的验证,测试结果证明RISC-V指令集中的47条指令及外围控制器均通过了板级验证,达到了RISC-V微控制器的预期设计目的。