今天給大家?guī)?lái)一個(gè)新的8位MCU，由Silicon Labs生產(chǎn)的高性價(jià)比的MCU——BB5系列。

關(guān)于8位的MCU，常見(jiàn)的有宏晶半導(dǎo)體的STC系列、意法半導(dǎo)體的STM8系列，還有新塘科技的8位MCU和一些其他國(guó)產(chǎn)品牌。大家可能對(duì)SiliconLabs的8位MCU了解得比較少，下面就來(lái)詳細(xì)介紹一下BB5系列。

本文分為三部分：

● 一是BB5系列的架構(gòu)和特性；

● 二是BB5系列的市場(chǎng)應(yīng)用，及與主流8位MCU的對(duì)比；

● 三是BB5系列的開(kāi)發(fā)套件介紹，方便大家快速入手這顆芯片。

一、BB5系列的架構(gòu)和特性

圖|BB5系列架構(gòu)

首先，看左上角的內(nèi)核和內(nèi)存，BB5系列依然采用經(jīng)典的8051內(nèi)核，但它的系統(tǒng)時(shí)鐘可以達(dá)到50MHz，在業(yè)界8位的MCU里是比較高的一個(gè)頻率。BB5系列的flash和RAM空間都相對(duì)較大，flash最多可達(dá)32kB，RAM的空間將近2kB。它提供了一個(gè)雙線的debug接口，方便對(duì)芯片進(jìn)行程序的下載、調(diào)試、仿真。

接下來(lái)是時(shí)鐘管理，這個(gè)時(shí)鐘我們要重點(diǎn)看一下。BB5系列有一個(gè)50MHz的內(nèi)部時(shí)鐘晶振，晶振誤差可以做到±2%，是很高的一個(gè)精度了。

在電源和能耗這方面，我們可以看到，BB5系列支持1.8-5.5V的寬電壓范圍。雖然有很高的主頻，但在低功耗方面BB5系列也有不錯(cuò)的表現(xiàn)，可以做到10μA的功耗。低功耗模式下，喚醒速度也很快，30μs喚醒。

BB5系列的加密，是6bit的一個(gè)CRC通過(guò)8bit的SFR總線實(shí)現(xiàn)。

來(lái)看下BB5系列的外接設(shè)備。2個(gè)UART串口、1個(gè)SPI、最多支持2個(gè)I2C，GPIO口最多支持29個(gè)。定時(shí)器方面，BB5系列有看門狗的專用定時(shí)器，支持輸出6路PWM波，此外還有16bit的定時(shí)器。

最后，看一下模擬模塊。這里就比較厲害了。BB5系列支持12bit的ADC，在8位的MCU里一般都是10bit的ADC，很少有12bit的。另一個(gè)是，多數(shù)8位MCU里都沒(méi)有DAC，但BB5系列有。它支持10bit的DAC，可以模擬輸出。

BB5特性小結(jié)：

● BB5系列是在上一代BB3的180nm的工藝上，進(jìn)行了一個(gè)90nm的封裝。

● 它有一個(gè)優(yōu)化的8051內(nèi)核，速度可以做50MHz，比同類產(chǎn)品都要快。

● Flash 4-32kB，RAM 0.5-2kB。

● GPIO數(shù)量，根據(jù)不同的封裝規(guī)格，可以有8-29個(gè)通用I/O。

● 出色的模擬能力。極為精確的12位ADC、精確電壓基準(zhǔn)、快速選擇10位DAC。

● 低功耗模式下，電流低至10μA，30μs喚醒的速度。

● 支持1.8-5.5V的寬電壓范圍。

● 提供了相應(yīng)的開(kāi)發(fā)套件、免費(fèi)軟件工具，只需用一根電源線和底線就可以完成開(kāi)發(fā)。

BB5系列芯片主打低成本、高性價(jià)比。售價(jià)方面，根據(jù)在元器件商城找到的數(shù)據(jù)，BB5系列的單顆芯片價(jià)格平均在4-5元左右。不同的分裝型號(hào)和配置，價(jià)格會(huì)略有出入。

*BB5系列的查價(jià)鏈接：https://cn.silabs.com/mcu/8-bit/efm8-bb5

圖|EFM8BB52F16G-QFN32的售價(jià)

二、BB5系列的市場(chǎng)應(yīng)用，及與主流MCU的對(duì)比

2.1 BB5系列的市場(chǎng)應(yīng)用

BB5系列芯片是專為消費(fèi)電子和工業(yè)嵌入式應(yīng)用而優(yōu)化的。

2.1.1 消費(fèi)電子

在消費(fèi)市場(chǎng)，BB5系列可以用于電子煙、電動(dòng)牙刷等小設(shè)備，電熨斗等小家電，手電鉆、打釘?shù)碾姌尩裙ぞ?，小車等電?dòng)玩具。如果你正在尋找便宜的8位MCU解決方案，SiliconLabs的BB5系列芯片或許是個(gè)不錯(cuò)的選擇。

圖|BB5系列在消費(fèi)電子的應(yīng)用

選擇BB5系列有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

● 一是可以減少BOM成本。使用BB5系列芯片，可以減少不必要的組件安裝。比如電壓調(diào)節(jié)器，因?yàn)樗鼉?nèi)部集成了一個(gè)基準(zhǔn)的穩(wěn)壓源，所以不需要再在外面裝一個(gè)電壓調(diào)節(jié)器。當(dāng)然也不需要去擴(kuò)展晶振、功率監(jiān)視器等等，這些在芯片內(nèi)部已經(jīng)集成了。

● 二是可以節(jié)約電路板的空間。BB5系列特有的“Crossbar”功能，提供無(wú)與倫比的引腳靈活性，形成一個(gè)整體更小的電路板。

2.1.2 LED與電機(jī)

BB5系列的另一個(gè)應(yīng)用是LED燈飾以及家電等大型應(yīng)用中的普通LED。BB5系列共有6個(gè)獨(dú)立通道和3個(gè)互補(bǔ)通道，所產(chǎn)生的PWM 對(duì)LED的電池進(jìn)行控制。BB5系列的低功耗使它擅長(zhǎng)用于線路供電或系統(tǒng)中有其他設(shè)備的應(yīng)用。我們可以用它來(lái)控制開(kāi)光頻率和電機(jī)。

圖|BB5系列在LED的應(yīng)用

2.1.3 工業(yè)組網(wǎng)

BB5系列也可用在工業(yè)組網(wǎng)方面。比如說(shuō)我們需要一個(gè)MCU來(lái)采集外界的溫度、壓力、電流等等，然后通過(guò)一個(gè)小的從節(jié)點(diǎn)采集的信息向主節(jié)點(diǎn)報(bào)告。我們選擇BB5系列就比較合適，它可以做小基層到傳感器那一步，或者和傳感器做成一體化的，這種方式就比較合理，可以替換當(dāng)前使用MCU的這種方式。

圖|BB5系列在工業(yè)組網(wǎng)的應(yīng)用

2.2 與主流8位MCU的對(duì)比

讓我們來(lái)看下BB5系列與主流8位MCU的對(duì)比。筆者主要列舉了一下比較常用的MCU，如N761003、MS51、STM8等。STC51是一個(gè)比較老的芯片了，這里就不列舉了。

圖|BB5系列與N761003、MS51、STM8的對(duì)比

電壓范圍方面，BB5是1.71-5.5V，其他三個(gè)是二點(diǎn)多伏到5.5V。

內(nèi)核的話，STM8比較特殊，用的是ST的STM8架構(gòu)，其他三個(gè)都是8051內(nèi)核。

重點(diǎn)看一下主頻。BB5是50MHz，其他三個(gè)里最高的是24MHz。

Flash空間，BB5可達(dá)32kB，比其他三個(gè)要高。

晶振誤差方面，BB5是50MHz晶振誤差±2%，MS51是24MHz晶振誤差±4%，STM8是16MHz晶振誤差±5%。

ADC和DAC。BB5是12bit ADC，轉(zhuǎn)換速度600ksps；MS51是12bit ADC，轉(zhuǎn)換速度500ksps；STM8是10bit ADC，轉(zhuǎn)換速度420ksps。BB5支持10bit DAC，其他三個(gè)沒(méi)有。

低功耗模式。BB5是50MHz，30μs喚醒；MS51是24MHz，30μs喚醒；STM8是55μs喚醒。

2.3 與16位、32位MCU的對(duì)比

為了體現(xiàn)BB5的特性，筆者將其與用過(guò)的16位、32位MCU也進(jìn)行了對(duì)比。總的來(lái)看，BB5在內(nèi)核時(shí)鐘頻率上面略有領(lǐng)先。但是flash、RAM遠(yuǎn)低于16位和32位的。在ADC方面，BB5的性能大致接近于16位和32位。

圖|BB5系列與16位、32位MCU的對(duì)比

三、BB5系列的開(kāi)發(fā)套件介紹

Silicon Labs提供了相應(yīng)的BB5系列開(kāi)發(fā)套件。筆者選擇其中一款進(jìn)行介紹——BB52-EK2701A。這塊開(kāi)發(fā)板，EEPW正在征集試用者，感興趣的朋友可以去報(bào)名，在12月2日前都可以提交申請(qǐng)。

↑ 微信掃碼報(bào)名，申請(qǐng)?jiān)囉?nbsp;↑

讓我們來(lái)詳細(xì)的看一下BB52-EK2701A這塊開(kāi)發(fā)板。

圖|開(kāi)發(fā)板BB52-EK2701A

它上面集成了一個(gè)BB5系列中的BB52芯片，50MHz的工作頻率，32kB flash，2kB RAM，還有一個(gè)用戶LED和一個(gè)按鈕。在上半部分，提供了一個(gè)J-Link的調(diào)試端口，用來(lái)調(diào)試BB52芯片。兩邊有一些外擴(kuò)引腳，可以連接外擴(kuò)設(shè)備。還提供了用于連接QwiicConnect系統(tǒng)硬件的Qwiic?連接器等硬件設(shè)備。

圖|開(kāi)發(fā)板BB52-EK2701A的框圖

然后，我們來(lái)看這個(gè)開(kāi)發(fā)板的框架，主要包括電源、板載的debug、用戶LED和按鈕。

電源?？偩€上的5伏電源使用LDO（低壓差調(diào)節(jié)器）調(diào)節(jié)至3.3伏，是一種自動(dòng)隔離電路，未插入U(xiǎn)SB電纜時(shí)隔離LDO。如果卸下USB電纜且套件上沒(méi)有其他電源，則電源可以從外部注入VMCU網(wǎng)絡(luò)。

圖|BB52-EK2701A的供電

板載的debug。如果燒錄程序的話，可以使用板載的J-Link debug或者外部的J-Link debug。這里筆者不確定是不是標(biāo)準(zhǔn)的J-Link，若是支持標(biāo)準(zhǔn)的J-Link debug的話，不需要去再買一個(gè)調(diào)試器，直接用J-Link就可以來(lái)調(diào)試。

此外，開(kāi)發(fā)板還支持帶硬件流控制功能的虛擬COM，與BB52芯片的一個(gè)物理串口進(jìn)行連接。通過(guò)使用虛擬COM口，板載debug可以對(duì)BB52芯片進(jìn)行程序下載、仿真更新和串口數(shù)據(jù)傳輸。