雖然 32 位 MCU 備受關注，但絕大多數嵌入式設備使用 8 位設備。通過選擇集成了一些精密模擬外設、可配置 GPIO 引腳、串行接口和快速數據總線架構的低引腳數 8 位 MCU，您可以用一個小設備完成很多工作。

　　8 位低引腳數 （LPC） 微控制器利用工藝縮減來增加其功能，從而以更低的成本為更多的應用提供服務。盡管 LPC 設備也受到 0.35μm 技術節點的焊盤限制，但架構、電機控制、智能能源管理、以太網和家庭自動化和控制的無線連接要求的進步為 8 位 MCU 帶來了新的應用范圍。

　　如今，8 位領域由采用先進工藝技術制造的 MCU 引領，這些技術能夠集成一些精密模擬外設、可配置的通用 I/O （GPIO） 引腳、串行接口和快速數據總線架構。借助此功能，這些器件可提供高精度的模擬信號捕獲、轉換和調節；適度的信號處理能力；以及合理數量的集成內存——所有這些都在最小焊盤環內。

　　根據 Gartner Dataquest 的數據，按體積計算，8 位微控制器占處理器市場的一半以上。這家市場研究公司估計，2008 年 8 位 MCU 市場約為 50 億美元。

　　最新的 8 位 MCU 的優勢包括：

　　高性能——時鐘速度達到幾十兆赫茲

　　集成特性——閃存、內部高速時鐘和定時器、模擬外設、智能卡接口、集成觸摸控制器、電機控制、無線接口、有線網絡連接，例如集成控制器局域網 （CAN） 和本地互連網絡 （LIN） 總線，和許多其他功能

　　高可靠性

　　小包裝尺寸

　　低功耗——閃存設備僅消耗納瓦級電流

　　低成本

　　低電磁干擾 （EMI）

　　該技術背景介紹了當今日益重要的 8 位 MCU 應用程序的快速回顧，特別關注家用電器。在本次應用綜述之后，查看富士通 MCU 功能，了解這些設備如何滿足應用需求。

　　8 位 MCU 應用概述

　　幾個應用領域預計在不久的將來會有強勁的市場需求。

　　醫療的

　　大多數醫療設備獲取的生理信號都是模擬信號，在測量、監控或顯示之前需要進行信號調理，例如放大和濾波。8 位 MCU 可以實現超低功耗平臺，其中包括用于個人血壓監測器、脈搏計和心率監測器等應用的完整信號鏈。使用具有集成 RF/ZigBee 或 Wi-Fi 接口和收發器的設備，遠程患者監測也是一種增長趨勢。隨著便攜性成為醫療產品的增長趨勢，制造商正在尋求能夠降低設計復雜性和開發時間的 MCU 等技術。

　　便攜式消費者

　　使 MCU 成為電池供電醫療產品理想選擇的特性使這些設備適用于各種便攜式消費類應用，包括智能玩具、IP 攝像機和互聯網收音機。通過內置 LCD 控制器和觸摸傳感器控制器，8 位 MCU 提供了一個消費者友好型平臺，可實現快速開發。ZigBee 收發器使這些設備易于攜帶且始終聯網。

　　智能傳感器應用

　　煙霧探測器、恒溫器和玻璃破損檢測系統等設備充分利用了 8 位 MCU 的超低功耗和集成的高性能模擬功能。集成的無線網絡功能對于此類智能傳感器應用也非常有用，可加強家庭自動化、遠程監控和控制。這些類型的應用增長如此強勁，一些觀察家預計，95% 的訪問互聯網的設備將是傳感器和機器對機器應用中的 MCU。

　　智能計量

　　智能電表可以比傳統電表更詳細地測量消耗，并通過網絡將該信息傳達給當地公用事業公司。8 位微控制器完美結合了超低功耗和高性能模擬集成（16 至 21 位 delta-sigma ADC、比較器等）。8 位 MCU 可以測量單相或三相電力、水和氣體，并具有用于自動抄表 （AMR） 數據通信的集成無線接口。

　　商業流媒體應用

　　銷售點 （POS） 終端和自動售貨機可以使用基于 MCU 的低成本平臺，以引人入勝的互動方式將銷售信息帶給消費者。

　　白色和棕色商品

　　8 位 MCU 提供了簡單的方法來處理消費產品中的各種任務，例如空調、洗衣機、冰箱、車庫開門器、煙霧探測器、真空吸塵器、熱泵、微波爐、電視、家庭影院系統、收音機廣播接收器和錄音產品。特別是亞洲小家電的產量，如除塵器、智能電飯煲、風扇、遙控器等，將繼續快速增長。本技術背景資料的下一部分將詳細介紹家用電器。

　　滿足家電需求

　　洗衣機、洗碗機和冰箱等大型家電都可以受益于先進電機控制技術的節能特性。由于冰箱一直開著，它可以消耗高達 50% 的家庭能源預算，幾乎所有的能源都用于運行壓縮機電機。大多數冰箱仍然使用恒速開/關壓縮機。然而，變速壓縮機在市場上越來越受歡迎。這些壓縮機通過精確的溫度控制實現更高效的冷卻，從而減少整體能源使用。此外，制造商越來越多地采用更高效的無刷電機，這進一步減少了能源消耗量。

　　在洗衣機中，當永磁或無刷直流 （BLDC） 電機取代通用三端雙向可控硅驅動電機等低端解決方案時，性能和驅動效率顯著提高。基于 8 位 MCU 和永磁體或 BLDC 電機的先進控制技術可縮短洗滌周期，從而節省能源并減少用水量。

　　即使是復雜的系統也可以利用 8 位 MCU 來處理一些簡單的功能。例如，許多類型的應用都可以受益于使用 6 或 8 引腳 MCU 來控制需要可配置時間延遲的復位電路。電氣照明鎮流器應用可以使用類似的 LPC 設備，因為與尋找和儲存正確的分立元件相比，MCU 易于配置并節省資金。8 位 MCU 現在只需幾美分，電池充電器、電動牙刷、烤面包機、咖啡機和廉價玩具等設備現在都包含 MCU。

　　圖 1 顯示了幾個示例應用的 3 個框圖。

　　冷氣機

　　吸塵器

　　微波爐

　　圖 1：家用電器應用。

　　富士通低成本、緊湊型 8 位 MCU 價值主張

　　富士通F2MC-8FX 系列器件 — MB95100和新型 LPC MB95200 /MB95300/MB95400 系列 MCU — 提供適合設計節能電器的片上外設的智能組合和控制面板。該產品系列具有足夠的可擴展性和靈活性以滿足電器要求，具有電機控制器、運算放大器、比較器、LCD 控制器和使用 SPI/I2C 用于人機界面 （HMI） 的觸摸傳感器控制器 （TSC） 接口等功能。

　　F2MC-8FX 系列 MCU 集成了 8 到 60 KB 的閃存以及 2 到 32 KB 的 RAM。還提供非易失性 FRAM — 一種快速替代閃存的方法。封裝選項包括 DIP、SOP、SSOP、QFP 和 LQFP，引腳數從 8 到 100 個不等。

　　主要特點

　　1. 雙操作閃存

　　產品包括富士通專有的嵌入式雙操作閃存，它模擬 E2PROM。內存包含兩個區域，一個用于程序存儲，另一個用于數據存儲。集成閃存可在 MCU 的整個工作范圍內進行編程，使用戶能夠在幾乎任何環境中充分利用可重新編程的優勢。

　　為了簡化該內存的使用，富士通免費提供了一個軟件 E2PROM 仿真庫和 API 代碼供用戶定制，無需版稅。不需要基于閃存的 E2PROM 仿真的用戶可以將內存用作傳統閃存。

　　嵌入式閃存可重寫100，000次，并保證數據保留20年。為了增強系統完整性、安全性和可靠性，MCU 還集成了廣泛的硬件和軟件系統保護以及閃存安全功能。閃存安全功能可保護客戶軟件不被未經授權的外部訪問讀取。

　　2. 組件集成以降低成本

　　富士通 8 位 MCU 具有片上 RC 振蕩器電路和低壓檢測電路，因此無需外部這些組件。甚至 LPC 器件也具有片上 RC 振蕩器（+/- 2 到 3%）和片上調試功能。

　　3. 復合定時器可靈活滿足系統要求

　　MCU 定時器可配置為脈沖寬度調制 （PWM）、脈沖寬度計數器 （PWC）、間隔定時器或輸入捕捉（用于測量間隔時間）。這種定時器的多功能性使其更容易處理各種系統要求。單獨的看門狗定時器提供了一種安全機制來監控軟件流程、CPU 時鐘以及中斷處理和執行。

　　4. 非易失性 FRAM 存儲器集成

　　富士通 MB95R203 8 位 MCU 是第一款提供集成鐵電 RAM （FRAM） 的產品。FRAM 具有高速訪問、非易失性、寫入模式下的高耐用性、低功耗、出色的抗篡改和不會因輻射而導致性能下降的特點。因此，FRAM 非常適合用于智能卡、安全數據存儲和電池供電應用，其中高安全性、小內存大小和低功耗是關鍵要求。

　　5. 通信接口

　　Fujitsu 8FX MCU 系列支持廣泛的通信協議，通常用于大型電器系統設計，提供片上 UART、I2C、LIN-UART/SPI。LIN-UART/SPI 模塊無需使用外部定時器通道即可啟用 LIN 中斷檢測和同步，從而簡化了 LIN 系統的開發。

　　6. 特定應用功能的集成

　　涉及模擬 I/O 和/或電機控制的應用在 8FX MCU 系列中得到廣泛支持。例如，LPC MCU 具有 10 位模數轉換器 （ADC） 等關鍵外設。（12/16 位 ADC 正在開發中。）MCU 還提供高級定時器模塊，滿足從基本到高級電機控制的電器所需的性能要求。

　　最新的 8 位 MB95300 系列器件提供專門用于電機控制的功能：三個獨立的 16 位定時器/脈寬調制器模塊。這些模塊支持為單相和三相 BLDC 電機控制生成任何脈沖寬度調制 （PWM） 模式。MB95400 系列包含內置電壓比較器和運算放大器。

　　此外，MCU 還提供許多系統功能，用于配置多種類型的應用。例如，這些設備可以通過系統完整性軟件啟用，包括 CPU 寄存器和程序計數器的定期測試例程，有助于確保家用電器中電子控制裝置的安全、可靠運行。其他功能，如主動上電復位、低電壓檢測和低電壓警告有助于防止因掉電導致的系統故障。這些片上特性使該 MCU 系列的成員成為同類產品中最強大的 MCU 產品之一。

　　此外，LPC MCU 的四種低功耗模式可幫助開發人員在電池供電設備、電動工具、HVAC 設備、電機控制器和斷路器等應用中實施響應式電源管理方案。3 至 5.5V 的電源電壓范圍還簡化了開發并簡化了傳統設計的升級。

　　7.應用開發簡化

　　富士通提供了多種方法來簡化應用程序開發，首先是片上調試。MCU 提供具有單線調試、仿真和板載閃存編程接口的在線仿真 （ICE） 功能，無需昂貴的仿真工具。此功能使開發人員能夠即時執行非侵入式調試和仿真。為幫助開發人員快速輕松地啟動和運行應用程序，富士通為 8 位 MCU 系列提供靈活且經濟高效的評估板和入門套件。富士通微電子還為開發工具、參考設計和軟件示例以及 C 源代碼/項目文件和應用說明提供技術培訓和全面支持。

　　富士通 8 位 MCU 技術路線圖

　　富士通不斷改進 8 位 MCU 工藝技術、性能、功耗和外設集成，如圖 2 所示。此外，低成本、易于使用的開發工具現已成為 MCU 產品的標準元素，以及廣泛的應用支持。

　　圖 2：富士通的價值主張和路線圖。

　　8 位 MCU 提供廣泛的片上集成，有助于保持低成本和低功耗——非常適合當今的市場趨勢和應用。富士通的 8 位 MCU 通過提供具有集成功能的小封裝低成本解決方案來滿足一系列應用特定要求，為需要高集成度的系統提供了卓越的選擇。