微控制器 （MCU） 因提高復雜系統設計的能力而受到越來越多的贊譽，但重要的是要記住，低成本的微型設備可以作為設計工程師工具箱的重要組成部分。事實上，8 位、6 針 MCU 既可以作為簡單系統的核心，也可以作為復雜系統中其他計算資源的支持角色。盡管它們的尺寸很小——看起來更像晶體管而不是 MCU——6 引腳產品仍然設法集成了 A/D 控制器、定時器和內部振蕩器等功能。

　　Microchip于 2004 年憑借PIC10 系列開創了 6 引腳 MCU 市場。 大約兩年前，愛特梅爾加入了這場競爭。兩家公司都在繼續集成新功能，并且在某些情況下會提高時鐘速度。例如，Microchip 推出了 4MHz 的 PIC10F20x 系列，后來又推出了 4MHz 或 8MHz 的 PIC10F22x 器件，并且已經預覽了 16MHz PIC10F32x 系列的計劃。稍后從微型空間開始，Atmel 的ATtiny 系列的所有 6 引腳成員都以 12-Mhz 時鐘速率運行。

　　圖 1 顯示了 4 MHz Microchip PIC10F20x 系列的框圖。閃存程序存儲器范圍從 256 到 512 字，MCU 包括 16 或 24 字節的 SRAM。所有產品都集成了一個 8 位定時器，有些還包括一個比較器。

　　Microchip PIC10 系列包括工作頻率為 4 和 8 MHz 的 MCU，即將推出 16 MHz 產品。

　　評估 6 針 MCU

　　的應用 6 針 MCU 可以提供足夠的外設資源和計算能力，以便在某些應用中獨立運行。Atmel 員工工程師 Vemund Bakken 指出，玩具、簡單的恒溫器和電子門鎖都使用了 ATtiny 系列。Bakken 還說：“我們的 MCU 包括 PWM 功能，可以控制簡單的電機。” 事實上，即使是低端的 ATtiny4 產品也包含一個 16 位定時器，可啟用兩個 PWM 通道。圖 2 描繪了 MCU 的框圖。

　　Microchip 應用、架構和營銷總監 Fanie Duvenhage 將 6 引腳器件的潛在使用模型分為 5 個通用應用類別：

　　一次性智能電子產品： – 一次性使用產品，例如基于 LED 的改裝燈泡

　　通用邏輯和控制：基本狀態機和特定功能，例如控制電源的啟動延遲

　　機電一體化：任何轉移到電子領域的機械功能，例如冰箱中的壓縮機啟動

　　電子膠水：使用 MCU 修復 ASIC 中的錯誤

　　波形生成：通過集成在 PCI10 MCU 中的精確振蕩器實現模擬定時器替換

　　Duvenhage 提供了電子膠水類別的示例。他說，一個設計團隊開發的 ASIC 在處理系統重置過程時存在問題。該團隊能夠使用 PIC10 MCU 來控制復位序列。該實現只需要大約 20 行代碼。該修復具有成本效益——尤其是考慮到重新旋轉 ASIC 的成本。

　　Atmel 的 Bakken 指出了 6 針 MCU 的另一種使用場景。他說，相對復雜的系統可以利用 MCU 的低功耗特性。系統中的主處理器可以在沒有活動時進入睡眠模式，而 MCU 可以作為系統監視器保持喚醒狀態，在需要時可以喚醒主處理器。

　　“使用 12-MHz 處理器，您可以在非常低的功耗預算下完成很多工作，”Bakken 說。實際上，當今的許多設計都將使用相對較低的電源電壓，例如 1.8 V，這會將 ATtiny MCU 的工作頻率限制為 4 MHz，并且需要 0.8 mA 的有效電流。

　　Atmel 在其所有 6 位 ATtiny MCU 上都包含一個 A/D 轉換器，整個系列都可以在 12 MHz 的最大時鐘速度下運行。

　　單功能或雙功能應用

　　能否使用 6 引腳 MCU 的真正考驗取決于應用的復雜性。這些 MCU 在執行單個任務或兩個任務或可能執行更多非常簡單的操作的情況下表現出色。該限制部分是由于處理能力的限制，還有內存。例如，Atmel 產品組合中低端的 ATtiny4 MCU 包括 0.5 KB 的閃存和 32 字節的 SRAM。

　　Microchip 和 Atmel 都提倡在觸摸感應應用中使用小型 MCU。意識到預期的觸摸應用程序比使用觸摸進行屏幕導航的智能手機簡單得多。相反，MCU 可以檢測幾個觸摸按鈕并提供數字輸出。Atmel 的所有 ATtiny 系列成員都支持觸控，而 Microchip 支持所有包含比較器的 PIC10 型號的觸控。

　　Atmel 和 Microchip 也都強調微型 6 引腳 MCU 不需要匯編語言編程，盡管設計團隊當然可以使用匯編來獲得最小的代碼占用空間。在 Atmel 和 Microchip 的情況下，設計人員可以使用完全相同的工具來處理 6 引腳設備，他們將使用更復雜的 MCU。

　　Microchip 使用包含免費 C 編譯器的 MPLAB IDE 支持 PIC10 系列。根據 Duvenhage 的說法，設計人員可以快速了解對 6 位器件進行編程的細微差別。他們不能使用 32 位變量。“這需要稍微改變一下心態，”杜文哈格說。Atmel 提供與 ATtiny MCU 配合使用的 AVR Studio IDE。

　　6 引腳器件與 Microchip 和 Atmel 產品組合中更復雜的 MCU 前向兼容。集成的外圍設備在每個公司的產品線上下都是相似的。設計人員可以輕松地將代碼從 6 引腳器件轉移到更復雜的 MCU。

　　從更復雜的 MCU 遷移到 6 引腳設備要復雜一些。例如，Microchip 產品組合中的 6 引腳 MCU 的下一步是 PIC12 系列。PIC10 具有 PIC12 中使用的指令集子集。PiC10 總共只支持 33 條指令，而 PIC12 支持 49 條。

　　如果您使用 C 語言，編譯器會處理指令集差異。設計師還必須認識到建筑差異。例如，PIC10 使用 12 位指令字，而 PIC12 使用 14 位指令字。這些類型的更改會影響內存占用，并且在遷移到不太復雜的 MCU 時需要注意細節。

　　對于未來的單功能或雙功能設計問題，請考慮使用 6 引腳器件。當它們可以處理手頭的應用程序時，這些工具的功能令人驚訝，并且極具成本效益。