小身材大能量小巧的微控制器必将盛行-AtmelCorporation.PDFVIP

小身材、大能量：小巧的微控制器必将盛行 作者： Atmel 公司高级产品营销经理 Rune Staveli Kvernland 您不需要观看迪斯尼动画片，就可以发现强大力量将会盛行。小巧的微控制器几年来已日益证明了这一点的 正确无误。然而，设计师利用 1 kb 闪存的微控制器到底能做些什么呢？对于这个问题的答案，在 MCU 封 装中集成的功能和外设起到了决定作用。虽然大型微控制器集成了种类广泛的外设，但成本、尺寸和能源限 制通常会妨碍在小型 MCU 中集成同样外设。 设计师越来越多地用小型 MCU 代替离散逻辑元件测量电池电压；执行逻辑操作和来自输入端的控制功能； 与温度、照明、湿度或运动传感器交互；以及通过按钮、LED 和蜂鸣器实现基本的用户界面功能。在某些情 况下，他们可能会使用小型 MCU 在有线或无线网络上传输一组数据。个人医疗设备、小型厨房家电、LED 照 明、电动工具和 IoT （物联网）传感器节点等智能应用要求功能更加丰富，外设也需要集成在更小的微控制 器封装中。这也使得市场在努力提供功能和外设一般仅见于大型器件的小型微控制器。 开发人员已长期在其设计中使用成百上千个能够支持多种外设的小型微控制器。然而，全新的低功率 Atmel® tinyAVR® 8 位 ATtiny102/104 MCU 则可以提供迄今为止仅见于更先进产品的功能。通过 tinyAVR 微控制 器，嵌入式系统的设计师既可以降低成本，又可以在小型封装中加入更多先进功能。这包括八个全新集成特 点：系统内可重复编程闪存、唯一 ID、快速启动选项、精确的振荡器、USART、10 位 ADC 、多基准电压 和 12 MIPS 的 CPU 性能。 系统内可重复编程闪存的程序内存在 1.8V 至 5.5V 的整个运行电压范围内都可以随时使用。此特性不但实 现了对任何类型应用的现场升级，而且不再需要使用 EEPROM 存储校准数据、参数、测量数据和产品变量 设置。这对于空间受限的应用尤为重要。 每个 10 字节的设备都有唯一的设备 ID ，开发人员可以直接从寄存器访问。设计师在有线或无线通信中可以 将设备的唯一识别号作为地址，用在遥控器、车库的开门机、ID 标签和防盗与资产追踪应用等领域。 快速开机选项可以改善电动工具、小型医疗设备和 LED 驱动器等产品的用户体验，因为在开启时它几乎可 以立即让设备响应用户的命令。它还支持更迅速的唤醒/ 睡眠循环，这可以显著延长一些应用的电池寿命，例 如需要尽可能缩短活动处理时间的物联网传感器节点。 快速启动选项适用于标有“F”的专用设备（ATtiny102F-xxx 、ATtiny104F-xxx ）。这些微控制器的正常启动时 间为 64 ms + 6 个振荡器周期 + 21 个系统时钟周期。快速启动时间要比正常启动时间少 50 ms 以上，仅 为 8 ms + 6 个振荡器周期 + 21 个系统时钟周期。从空闲状态、ADC 降噪或待机模式中唤醒时，振荡器已 在运行，这意味着振荡器启动时间不会带来任何延误。 2 除了内部 128kHz 振荡器和外部时钟源，这些小型 MCU 包括内部已校准的 8MHz 振荡器，它可以用作主 时钟源。在重置期间，硬件加载校准字节，并自动校准振荡器。内部已校准振荡器可以使小型微控制器执行 准确的 PWM 输出，给电池充电，驱动 LEDS 和控制电动工具、牙刷、剃须刀和小型家电等应用内的电机， 而使用的离散组件则数量极少。它还可以让小型 MCU 执行高速串行通信。 在电压固定，温度范围为 0°C 至 50°C 的情况下，已校准震荡器的精度为 ±3% ，而在电压为2.7V 至 4.0V ， 温度范围为 0°C 至 85°C 的情况下，精度为 ±4%。启用后，已校准振荡器不需要外部组件就可以运行，这 项特性可以简化设计师的线路板布局，减少设计工作量。系统时钟预定标器使得振荡器可以分成 1、2、4、8、 16、32、64、128 和 256 等份。这种灵活性使得 MCU 可以支持低速运行，从而实现超低功耗。 USART 是串行通信模块，支持全双工操作，有独立的串行传输和接收寄存器。此模块支持任何需要在微控 制器之间交换数据的应用。它拥有 5、6、7、8 或 9 个数据位和 1 或 2 个停止位的串行帧，支持异步和 同步操作。硬件支持奇偶校验生成