EEPW论坛

>>点我立即报名

今天给大家带来一个新的8位MCU，由Silicon Labs生产的高性价比的MCU——BB5系列。

关于8位的MCU，常见的有宏晶半导体的STC系列、意法半导体的STM8系列，还有新塘科技的8位MCU和一些其他国产品牌。大家可能对SiliconLabs的8位MCU了解得比较少，下面就来详细介绍一下BB5系列。

本文分为三部分：

■ 一是BB5系列的架构和特性；

■ 二是BB5系列的市场应用，及与主流8位MCU的对比；

■ 三是BB5系列的开发套件介绍，方便大家快速入手这颗芯片。

一、BB5系列的架构和特性

图|BB5系列架构

首先，看左上角的内核和内存，BB5系列依然采用经典的8051内核，但它的系统时钟可以达到50MHz，在业界8位的MCU里是比较高的一个频率。BB5系列的flash和RAM空间都相对较大，flash最多可达32kB，RAM的空间将近2kB。它提供了一个双线的debug接口，方便对芯片进行程序的下载、调试、仿真。

接下来是时钟管理，这个时钟我们要重点看一下。BB5系列有一个50MHz的内部时钟晶振，晶振误差可以做到±2%，是很高的一个精度了。

在电源和能耗这方面，我们可以看到，BB5系列支持1.8-5.5V的宽电压范围。虽然有很高的主频，但在低功耗方面BB5系列也有不错的表现，可以做到10μA的功耗。低功耗模式下，唤醒速度也很快，30μs唤醒。

BB5系列的加密，是6bit的一个CRC通过8bit的SFR总线实现。

来看下BB5系列的外接设备。2个UART串口、1个SPI、最多支持2个I2C，GPIO口最多支持29个。定时器方面，BB5系列有看门狗的专用定时器，支持输出6路PWM波，此外还有16bit的定时器。

最后，看一下模拟模块。这里就比较厉害了。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。另一个是，多数8位MCU里都没有DAC，但BB5系列有。它支持10bit的DAC，可以模拟输出。

BB5特性小结：

■ BB5系列是在上一代BB3的180nm的工艺上，进行了一个90nm的封装。

■ 它有一个优化的8051内核，速度可以做50MHz，比同类产品都要快。

■ Flash 4-32kB，RAM 0.5-2kB。

■ GPIO数量，根据不同的封装规格，可以有8-29个通用I/O。

■ 出色的模拟能力。极为精确的12位ADC、精确电压基准、快速选择10位DAC。

■ 低功耗模式下，电流低至10μA，30μs唤醒的速度。

■ 支持1.8-5.5V的宽电压范围。

■ 提供了相应的开发套件、免费软件工具，只需用一根电源线和底线就可以完成开发。

BB5系列芯片主打低成本、高性价比。售价方面，根据在元器件商城找到的数据，BB5系列的单颗芯片价格平均在4-5元左右。不同的分装型号和配置，价格会略有出入。

*BB5系列的查价链接：https://cn.silabs.com/mcu/8-bit/efm8-bb5

图|EFM8BB52F16G-QFN32的售价

二、BB5系列的市场应用，及与主流MCU的对比

2.1 BB5系列的市场应用

BB5系列芯片是专为消费电子和工业嵌入式应用而优化的。

2.1.1 消费电子

在消费市场，BB5系列可以用于电子烟、电动牙刷等小设备，电熨斗等小家电，手电钻、打钉的电枪等工具，小车等电动玩具。如果你正在寻找便宜的8位MCU解决方案，SiliconLabs的BB5系列芯片或许是个不错的选择。

图|BB5系列在消费电子的应用

选择BB5系列有两个优点：

■ 一是可以减少BOM成本。使用BB5系列芯片，可以减少不必要的组件安装。比如电压调节器，因为它内部集成了一个基准的稳压源，所以不需要再在外面装一个电压调节器。当然也不需要去扩展晶振、功率监视器等等，这些在芯片内部已经集成了。

■ 二是可以节约电路板的空间。BB5系列特有的“Crossbar”功能，提供无与伦比的引脚灵活性，形成一个整体更小的电路板。

2.1.2 LED与电机

BB5系列的另一个应用是LED灯饰以及家电等大型应用中的普通LED。BB5系列共有6个独立通道和3个互补通道，所产生的PWM 对LED的电池进行控制。BB5系列的低功耗使它擅长用于线路供电或系统中有其他设备的应用。我们可以用它来控制开光频率和电机。

图|BB5系列在LED的应用

2.1.3 工业组网

BB5系列也可用在工业组网方面。比如说我们需要一个MCU来采集外界的温度、压力、电流等等，然后通过一个小的从节点采集的信息向主节点报告。我们选择BB5系列就比较合适，它可以做小基层到传感器那一步，或者和传感器做成一体化的，这种方式就比较合理，可以替换当前使用MCU的这种方式。

图|BB5系列在工业组网的应用

2.2 与主流8位MCU的对比

让我们来看下BB5系列与主流8位MCU的对比。笔者主要列举了一下比较常用的MCU，如N761003、MS51、STM8等。STC51是一个比较老的芯片了，这里就不列举了。

图|BB5系列与N761003、MS51、STM8的对比

电压范围方面，BB5是1.71-5.5V，其他三个是二点多伏到5.5V。

内核的话，STM8比较特殊，用的是ST的STM8架构，其他三个都是8051内核。

重点看一下主频。BB5是50MHz，其他三个里最高的是24MHz。

Flash空间，BB5可达32kB，比其他三个要高。

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

ADC和DAC。BB5是12bit ADC，转换速度600ksps；MS51是12bit ADC，转换速度500ksps；STM8是10bit ADC，转换速度420ksps。BB5支持10bit DAC，其他三个没有。

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

2.3 与16位、32位MCU的对比

为了体现BB5的特性，笔者将其与用过的16位、32位MCU也进行了对比。总的来看，BB5在内核时钟频率上面略有领先。但是flash、RAM远低于16位和32位的。在ADC方面，BB5的性能大致接近于16位和32位。

图|BB5系列与16位、32位MCU的对比

三、BB5系列的开发套件介绍

Silicon Labs提供了相应的BB5系列开发套件。笔者选择其中一款进行介绍——BB52-EK2701A。这块开发板，EEPW正在征集试用者，感兴趣的朋友可以去报名，在12月2日前都可以提交申请。

>>点我报名试用

让我们来详细的看一下BB52-EK2701A这块开发板。

图|开发板BB52-EK2701A

它上面集成了一个BB5系列中的BB52芯片，50MHz的工作频率，32kB flash，2kB RAM，还有一个用户LED和一个按钮。在上半部分，提供了一个J-Link的调试端口，用来调试BB52芯片。两边有一些外扩引脚，可以连接外扩设备。还提供了用于连接QwiicConnect系统硬件的Qwiic®连接器等硬件设备。

图|开发板BB52-EK2701A的框图

然后，我们来看这个开发板的框架，主要包括电源、板载的debug、用户LED和按钮。

电源。总线上的5伏电源使用LDO（低压差调节器）调节至3.3伏，是一种自动隔离电路，未插入USB电缆时隔离LDO。如果卸下USB电缆且套件上没有其他电源，则电源可以从外部注入VMCU网络。

图|BB52-EK2701A的供电

板载的debug。如果烧录程序的话，可以使用板载的J-Link debug或者外部的J-Link debug。这里笔者不确定是不是标准的J-Link，若是支持标准的J-Link debug的话，不需要去再买一个调试器，直接用J-Link就可以来调试。

此外，开发板还支持带硬件流控制功能的虚拟COM，与BB52芯片的一个物理串口进行连接。通过使用虚拟COM口，板载debug可以对BB52芯片进行程序下载、仿真更新和串口数据传输。