Atmel ATtiny4/5/9/10：低功耗8位AVR微控制器的全面解析

在电子设计领域，低功耗、高性能的微控制器一直是工程师们追求的目标。Atmel的ATtiny4/5/9/10系列8位AVR微控制器，凭借其独特的特性和广泛的应用场景，成为了众多项目的理想选择。今天，我们就来深入了解一下这款微控制器。

文件下载：ATTINY4-TSHR.pdf

一、产品概述

ATtiny4/5/9/10是基于AVR®增强RISC架构的低功耗CMOS 8位微控制器。它能够在单个时钟周期内执行强大的指令，每兆赫兹可实现接近1 MIPS的吞吐量，这使得系统设计师可以在功耗和处理速度之间进行优化。

二、产品特性

高性能、低功耗

• 先进的RISC架构：拥有54条强大的指令，大多数指令能够在单个时钟周期内执行，具备16 x 8通用工作寄存器，支持全静态操作。在12 MHz时钟频率下，吞吐量可达12 MIPS。
• 非易失性程序和数据存储器：具备512/1024字节的系统内可编程闪存程序存储器和32字节内部SRAM。闪存的写入/擦除周期可达10,000次，数据保留时间在85°C下为20年，25°C下为100年。

丰富的外设功能

• 电容式触摸感应：支持QTouch®库，可实现单通道电容式触摸感应。
• 定时器/计数器：拥有一个16位定时器/计数器，带有预分频器和两个PWM通道。
• 看门狗定时器：可编程看门狗定时器，带有独立的片上振荡器。
• 模拟功能：ATtiny5/10配备4通道、8位模数转换器（ADC），同时具备片上模拟比较器。

特殊的微控制器特性

• 系统内可编程：仅支持5V系统内编程。
• 中断源：具备外部和内部中断源。
• 低功耗模式：支持低功耗空闲、ADC降噪和掉电模式。
• 复位和电压监测：拥有增强的上电复位电路和可编程电源电压电平监测，可产生中断和复位信号。
• 内部校准振荡器：提供稳定的时钟源。

I/O和封装

• I/O引脚：具有四个可编程I/O线。
• 封装形式：提供6引脚SOT和8焊盘UDFN两种封装。

工作电压和速度等级

• 工作电压：1.8 - 5.5V。
• 编程电压：5V。
• 速度等级：在不同电压范围内，支持0 - 4 MHz（1.8 - 5.5V）、0 - 8 MHz（2.7 - 5.5V）和0 - 12 MHz（4.5 - 5.5V）的时钟频率。

低功耗特性

• 活动模式：在1MHz和1.8V条件下，电流消耗为200μA。
• 空闲模式：在1MHz和1.8V条件下，电流消耗为25μA。
• 掉电模式：在1.8V条件下，电流消耗小于0.1μA。

三、引脚配置

引脚描述

• VCC：数字电源电压。
• GND：接地。
• Port B (PB[3:0])：4位双向I/O端口，带有内部上拉电阻，每个位可单独选择。输出缓冲器具有对称的驱动特性，具备高灌电流和拉电流能力。
• RESET：复位输入。该引脚低电平持续时间超过最小脉冲长度将产生复位信号，即使时钟未运行且复位引脚未被禁用。复位引脚也可作为（弱）I/O引脚使用。

四、订购信息

ATtiny4/5/9/10系列提供不同的速度、温度范围和封装选项，以满足不同的应用需求。所有封装均为无铅、无卤且符合RoHS标准，采用NiPdAu表面处理。具体的订购代码和详细信息可参考文档中的表格。

五、产品对比

设备	闪存	ADC	签名
ATtiny4	512字节	无	0x1E 0x8F 0x0A
ATtiny5	512字节	有	0x1E 0x8F 0x09
ATtiny9	1024字节	无	0x1E 0x90 0x08
ATtiny10	1024字节	有	0x1E 0x90 0x03

从对比表格中可以看出，ATtiny4和ATtiny5的闪存容量为512字节，而ATtiny9和ATtiny10的闪存容量为1024字节。同时，ATtiny5和ATtiny10配备了ADC，可用于模拟信号的采集。

六、通用信息

开发资源

在http://www.atmel.com/avr 上可下载全面的开发工具、应用笔记和数据手册。

数据保留

可靠性测试结果表明，在85°C下20年或25°C下100年，预计数据保留故障率远低于1 PPM。

代码示例

文档中包含简单的代码示例，展示了如何使用设备的各个部分。在编译前需包含特定的头文件，并且不同的C编译器对中断处理的支持可能不同，具体细节需参考C编译器文档。

电容式触摸感应

Atmel的QTouch®库为大多数Atmel AVR®微控制器提供了简单易用的触摸感应解决方案。通过链接适用于AVR微控制器的QTouch库，并使用一组简单的API定义触摸通道和传感器，即可实现触摸感应功能。该库可从Atmel网站（http://www.atmel.com/technologies/touch/）免费下载。

七、封装信息

6ST1封装

这是一种6引脚、2.90 x 1.60 mm的塑料小外形封装（SOT23），文档中提供了详细的尺寸参数和相关说明。

8MA4封装

这是一种8焊盘、2 x 2 x 0.6 mm的塑料超薄双扁平无引脚封装（UDFN），同样提供了详细的尺寸参数和相关注意事项。

八、勘误信息

ATtiny4/5/9/10系列在某些版本中存在一些问题，主要包括编程锁定位设置不当导致闪存损坏和ESD HBM（ESD STM 5.1）电平为±1000V等问题。针对这些问题，文档中提供了相应的解决方法和注意事项。

总之，Atmel ATtiny4/5/9/10系列微控制器以其低功耗、高性能和丰富的外设功能，为电子工程师提供了一个强大的设计平台。在实际应用中，工程师们可以根据具体需求选择合适的型号和配置，充分发挥其优势，实现各种创新的设计。你在使用这款微控制器的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。