如何判断能否使用6引脚MCU

　　微控制器 （MCU） 因提高复杂系统设计的能力而受到越来越多的赞誉，但重要的是要记住，低成本的微型设备可以作为设计工程师工具箱的重要组成部分。事实上，8 位、6 针 MCU 既可以作为简单系统的核心，也可以作为复杂系统中其他计算资源的支持角色。尽管它们的尺寸很小——看起来更像晶体管而不是 MCU——6 引脚产品仍然设法集成了 A/D 控制器、定时器和内部振荡器等功能。

　　Microchip于 2004 年凭借PIC10 系列开创了 6 引脚 MCU 市场。 大约两年前，爱特梅尔加入了这场竞争。两家公司都在继续集成新功能，并且在某些情况下会提高时钟速度。例如，Microchip 推出了 4MHz 的 PIC10F20x 系列，后来又推出了 4MHz 或 8MHz 的 PIC10F22x 器件，并且已经预览了 16MHz PIC10F32x 系列的计划。稍后从微型空间开始，Atmel 的ATtiny 系列的所有 6 引脚成员都以 12-Mhz 时钟速率运行。

　　图 1 显示了 4 MHz Microchip PIC10F20x 系列的框图。闪存程序存储器范围从 256 到 512 字，MCU 包括 16 或 24 字节的 SRAM。所有产品都集成了一个 8 位定时器，有些还包括一个比较器。

　　Microchip PIC10 系列包括工作频率为 4 和 8 MHz 的 MCU，即将推出 16 MHz 产品。

　　评估 6 针 MCU

　　的应用 6 针 MCU 可以提供足够的外设资源和计算能力，以便在某些应用中独立运行。Atmel 员工工程师 Vemund Bakken 指出，玩具、简单的恒温器和电子门锁都使用了 ATtiny 系列。Bakken 还说：“我们的 MCU 包括 PWM 功能，可以控制简单的电机。” 事实上，即使是低端的 ATtiny4 产品也包含一个 16 位定时器，可启用两个 PWM 通道。图 2 描绘了 MCU 的框图。

　　Microchip 应用、架构和营销总监 Fanie Duvenhage 将 6 引脚器件的潜在使用模型分为 5 个通用应用类别：

　　一次性智能电子产品： – 一次性使用产品，例如基于 LED 的改装灯泡

　　通用逻辑和控制：基本状态机和特定功能，例如控制电源的启动延迟

　　机电一体化：任何转移到电子领域的机械功能，例如冰箱中的压缩机启动

　　电子胶水：使用 MCU 修复 ASIC 中的错误

　　波形生成：通过集成在 PCI10 MCU 中的精确振荡器实现模拟定时器替换

　　Duvenhage 提供了电子胶水类别的示例。他说，一个设计团队开发的 ASIC 在处理系统重置过程时存在问题。该团队能够使用 PIC10 MCU 来控制复位序列。该实现只需要大约 20 行代码。该修复具有成本效益——尤其是考虑到重新旋转 ASIC 的成本。

　　Atmel 的 Bakken 指出了 6 针 MCU 的另一种使用场景。他说，相对复杂的系统可以利用 MCU 的低功耗特性。系统中的主处理器可以在没有活动时进入睡眠模式，而 MCU 可以作为系统监视器保持唤醒状态，在需要时可以唤醒主处理器。

　　“使用 12-MHz 处理器，您可以在非常低的功耗预算下完成很多工作，”Bakken 说。实际上，当今的许多设计都将使用相对较低的电源电压，例如 1.8 V，这会将 ATtiny MCU 的工作频率限制为 4 MHz，并且需要 0.8 mA 的有效电流。

　　Atmel 在其所有 6 位 ATtiny MCU 上都包含一个 A/D 转换器，整个系列都可以在 12 MHz 的最大时钟速度下运行。

　　单功能或双功能应用

　　能否使用 6 引脚 MCU 的真正考验取决于应用的复杂性。这些 MCU 在执行单个任务或两个任务或可能执行更多非常简单的操作的情况下表现出色。该限制部分是由于处理能力的限制，还有内存。例如，Atmel 产品组合中低端的 ATtiny4 MCU 包括 0.5 KB 的闪存和 32 字节的 SRAM。

　　Microchip 和 Atmel 都提倡在触摸感应应用中使用小型 MCU。意识到预期的触摸应用程序比使用触摸进行屏幕导航的智能手机简单得多。相反，MCU 可以检测几个触摸按钮并提供数字输出。Atmel 的所有 ATtiny 系列成员都支持触控，而 Microchip 支持所有包含比较器的 PIC10 型号的触控。

　　Atmel 和 Microchip 也都强调微型 6 引脚 MCU 不需要汇编语言编程，尽管设计团队当然可以使用汇编来获得最小的代码占用空间。在 Atmel 和 Microchip 的情况下，设计人员可以使用完全相同的工具来处理 6 引脚设备，他们将使用更复杂的 MCU。

　　Microchip 使用包含免费 C 编译器的 MPLAB IDE 支持 PIC10 系列。根据 Duvenhage 的说法，设计人员可以快速了解对 6 位器件进行编程的细微差别。他们不能使用 32 位变量。“这需要稍微改变一下心态，”杜文哈格说。Atmel 提供与 ATtiny MCU 配合使用的 AVR Studio IDE。

　　6 引脚器件与 Microchip 和 Atmel 产品组合中更复杂的 MCU 前向兼容。集成的外围设备在每个公司的产品线上下都是相似的。设计人员可以轻松地将代码从 6 引脚器件转移到更复杂的 MCU。

　　从更复杂的 MCU 迁移到 6 引脚设备要复杂一些。例如，Microchip 产品组合中的 6 引脚 MCU 的下一步是 PIC12 系列。PIC10 具有 PIC12 中使用的指令集子集。PiC10 总共只支持 33 条指令，而 PIC12 支持 49 条。

　　如果您使用 C 语言，编译器会处理指令集差异。设计师还必须认识到建筑差异。例如，PIC10 使用 12 位指令字，而 PIC12 使用 14 位指令字。这些类型的更改会影响内存占用，并且在迁移到不太复杂的 MCU 时需要注意细节。

　　对于未来的单功能或双功能设计问题，请考虑使用 6 引脚器件。当它们可以处理手头的应用程序时，这些工具的功能令人惊讶，并且极具成本效益。