Mikrocontroller für 3V

[jcrypter]

Guten Morgen liebes Forum,

ich bin noch recht neu in der µC-Welt und mir stellt sich die Frage, ob es auch µC gibt die mit 3V Versorgungsspannung laufen.
Alles was ich bisher gesehen habe benötigte 5V.

Allerdings kann ich mir viele Anwendungen vorstellen, bei denen 3V praktischer wären.
Hauptsächlich weil man sich zwei Batterien/Akkus sparen könnte, zumindest wenn man diese normalen "Walkman"-Batterien verwenden will.

Gibt es da etwas? Google war nicht sehr hilfreich.

Danke für eure Mühe!
Crypi

[Richard]

Suche einmal nach AVR`s mit L am ende des Namens da gibt es etliche
und die laufen auch mit 2,9 V, allerdings sind diese Typen in der Quarz
Frequenz etwas eingeschränkt.

Gruß Richard

[Kampi]

Der Mega32L arbeitet bei einer Spannung von 2,7-5,5V. Allerdings hat er dann nur einen max. Takt von 8MHz.
Dann gibt es noch die XMegas die laufen von 1,6-3,6V und das mit einer Frequenz von 12MHz bzw mit 2,7V-3,6V mit bis zu 32MHz.
Andere fallen mir gerade nicht ein.

Edit. Gerade gesehen das alle "L" Varianten bei 2,7V anfangen zu arbeiten.

[gulliver]

Einfach mal in den Datenblättern der AVR's rumwildern. die meisten MC's beginnen bei 1,8V, da ist für dich ganz sicher ein geeigneter dabei ;-).

mfg Roger

[jcrypter]

das mit dem "L" ist ein guter Hinweis!
Danke!

Die Beschränktheit bzgl der Frequenz bedeutet, dass man keinen schnelleren Quarz anschließen darf, oder was heißt das?

Crypi

[Kampi]

Soweit ich gesehen habe sind das nur die Tinys die bei 1,8V anfangen. Die "normalen" Megas fangen erst bei 2,7V an.
Die beschränkung mit der Frequenz heißt das er nicht schneller, als auf dem Datenblatt steht, arbeiten kann.

[wkrug]

Die Beschränktheit bzgl der Frequenz bedeutet, dass man keinen schnelleren Quarz anschließen darf, oder was heißt das?
Ein ATMEGA 32L8 ist z.B. ein Controller der von 2,7 bis 5,5V arbeitet und mit maximal 8MHz getestet wurde.

Das mit den Bezeichnungen ist leider von Controller zu Controller verschieden. Das "L" und das "V" sind aber schon mal Hinweise auf den Spannungsbereich.
Die neueren "A" Typen sind für den vollen Betriebsspannungsbereich ( 2,7...5,5V ) und die volle Taktfrequenz ausgelegt. Aber auch da hilft ein Blick ins Datenblatt weiter.

Bei den Tiny's gibt es in der zwischenzeit auch die "V" Varianten die dann schon ab 1,8V arbeiten.

Ich würde mir zuerst den Controller raussuchen, der von der Größe her passt und dann im Datenblatt nachschauen, welche Varianten es davon gibt.
Das steht meistens bereits auf der ersten Seite des Datenblattes.

[jcrypter]

hm ich habe gerade mal nach Attinys mit A/V/L geguckt, bei reichelt und conrad. Da wird es ja schnell dünn, zumindest wenn man UART haben möchte, oder?
Bzw. geht es dann auch schnell in Richtung smd.

dass passt jetzt nicht mehr ganz zum Thema...

Crypi

[wkrug]

Na ja, da gibts den:
ATMEGA 8L8
ATMEGA 16L8
ATMEGA 32L8
ATMEGA 88
ATtiny 2313
ATtiny26 ( bin nicht sicher, ob der ne vollständige USART hat ).

Alle in DIL erhältlich! - so wenige sind das jetzt auch nicht.

[jcrypter]

der 2313 kann ab 2,7 volt eingesetzt werden.. das hab ich glatt übersehen..

das ist ja großartig :)

Ich danke dir für die Mühe des Heraussuchens!
Crypi

[MichaF]

Ich Spreche jetzt nur aus Erfahrung, das das nicht im Sinne von Atmel bzw. deren Datenblättern ist, ist mir klar. Aber auch die L-Typen, die bei 3V eigentlich nur noch mit <16MHz betrieben werden dürfen, laufen mit 16MHz zuverlässig. Wer seine Schaltung allerdings auch im Ofen bei 110°C betreiben möchte, der sollte sich dann doch lieber einen anderen Controller suchen. Will sagen: Die ~12MHz, die z.B. ein Mega128 bei 3V noch darf, funktionieren garantiert immer, auch bei den schlechtesten Umgebungsbedingungen, und bei den schlechtesten Exemplarern die noch durch die Fertigung kommen. Das ist für die typischen Basteleien aber normalerweise kein Thema, oft kommt man ja kaum über Raumtemperatur hinaus.

Edit: Ja, der 2313 läuft bei dieser Spannung. Aber 128 Byte SRAM werden schnell knapp ;)

[Kampi]

Die Sachen die in den Datenblättern angegeben sind, sind auch nur Herstellergrenzen für die Bauteile, wo der Hersteller eine Garantie gibt, das das Bauteil richtig arbeitet. Klar kann man einen Controller der bei 2,7V für 8MHz ausgelegt ist mit z.B. 12MHz takten..... das ist ja eigentlich nichts anderes als das übertakten der CPU im Computer ;).
Nur dann kann es halt passieren das der Controller bei den ein oder anderen Sachen vielleicht Fehler macht.
Ich würde mal schätzen das das in einfachen Programmen nicht auffällt aber in richtig großen Programmen die auch zeitkritisch sind usw. da kommen solche Fehler sicher vor.

[jcrypter]

echt interessant alles... bin erstaunt!

da bieten sich möglichkeiten.. einfach klasse :)

[MichaF]

@Kampi: Bei einer PC-CPU setzt normalerweise die thermische Verlustleistung gewisse Grenzen. Bei einem Controller ist das etwas anders, der wird durch Übertakten nicht (fühlbar) wärmer. Das Problem ergibt sich hier hauptsächlich durch den FLASH Speciher und das EEPROM, sofern es verwendet wird. Das sind die Teile des Controllers, die als erstes an Ihre Grenzen kommen.

[Kampi]

Gut der Vergleich mit einer Computer-CPU war nicht ganz so passend 8-[
Aber kann es nicht auch sein das die CPU in dem Controller (also ALU usw.) mit den höheren Taktraten nicht ganz klar kommen können? So das das Problem nicht nur an den Speichern liegt.

[Stone]

Um das Suchen zu erleichern gibts von Atmel ne Tabelle in der alle relevanten Chipdaten aufgeführt sind.

http://www.atmel.com/dyn/products/param_table.asp?family_id=607&OrderBy=part_no&Direction=ASC

Beim Neukauf würde ich übrigens die "A" Typen vorziehen, verbinden die Vorteile von "L" Typen und den normalen.

Leider sind die "A" Typen noch nicht immer erhältlich.

Gruss Matthias

[Richard]

Um das Suchen zu erleichern gibts von Atmel ne Tabelle in der alle relevanten Chipdaten aufgeführt sind.

http://www.atmel.com/dyn/products/param_table.asp?family_id=607&OrderBy=part_no&Direction=ASC

Gruss Matthias

Habe ich gleich in die "Lesezeichen Liste" geschoben. :-)

Gruß Richard

[MichaF]

@Kampi: Es ist durchaus möglich das es Controller gibt bei denen das der Fall ist. Speziell bei einem AVR wirdst du aber kaum in diese Verlegenheit kommen. Sehr kritisch ist das EEPROM, da sind schon bei üblichen Taktraten Wartezeiten nötig, bzw. Systembedingt auferlegt. Übertaktet man das Kerlchen jetzt, verringern sich automatisch auch diese Wartezeiten -> Das EEPROM wird überfordert, es gehen Daten verloren. Beim Flash ist das ganze recht ähnlich. Den Flash Zugriff weiter zu beschleunigen als bei den AVRs ist nicht ganz einfach. Bei Controllern mit schnellerem "Core Takt" (ARMX etc.) sind deshalb auch beim Flash Zugriff Wartezeiten einzuhalten. Das entspricht das der Situation wie bei den AVRs und dem EEPROM. Die ALU höher zu takten ist dagegen kein wirkliches Problem... nützt im Falle des AVRs aber eben nur so lange was, wie die Daten noch zuverlässig vom Flash kommen. Aus dem RAM kann man ja leider keinen Code ausführen, das würde die Problematik wieder etwas entschärfen.

So, Offtopic Ende ;)

[Besserwessi]

Wenn man direkt 2 Batterien nehmen will, sollte man auch mit weniger al 3 V rechnen. Die 2,7 V die teils als untere Grenze angegeben werden sind da schon relativ knapp. Die meisten µCs werden aber auch noch etwas weiter unter gehen als im Datenblatt angegben, nur halt nicht mehr zuverlässig und garantiert.
Für 2,7 V Spannung gibt es reichlich µCs, auch andere Familen (PIC, MSP430,80xx52,...). Es ist schon so weit, dass viele neuere µCs nicht mehr mit 5 V laufen dürfen und maximal etwa 3,6 V vertragen.

Der Tiny26 oder auch der neuer Tiny261 hat übrigens keine UART sondern nur USI. Von der AVR Controllern gehen mitlerweilen die meisten wenigstens ab 2,7 V. Im wesenlichen die älteren Typen wie Mega8, Mega16, Mega32, Mega64, Mega128 gehen nicht, außer in der L Version. Die Versionen mit dem V dahinter gehen in der Regel schon ab 1,8 V, also auch mit 2 Akku Zellen.

[s.frings]

Nur so als Tipp: Fast alle 74er IC's funktionieren auch mit erheblich weniger als 5 Volt, auch wenn das im Datenblatt anders angegeben ist. Nur halt ohne Gewähr.

Ich benutze 74LS IC's gerne im Bereich 4-6 Volt und 47HC IC's im Bereich 2-9 Volt. Klappt prima.

[Besserwessi]

Die meisten der 74HC... sind für 2-6 V spezifiziert, einige der analogen schalter auch für mehr.
Die 74LS.. sind ohnehin schon ziehmlich aus der Mode, und mehr als 6 V mögen einige davon einfach nicht. Die sollte man auf die alten Tage nicht mehr so quälen.

[. . . . .]

ich sage dazu nur xmega^^

einfach mal googln

[PICture]

Hallo!

Alle PIC's die ich bisher benutzt habe laufen ab 2 V.

MfG

[markusj]

Was bisher noch gar nicht erwähnt wurde, sind die neueren ATMega-Baureihen. Die Nachfolger des schon etwas betagten ATMega8, die Reihe [4-8-16-32]8(P)(A) können alle mit 1,8V betrieben werden, die [16-32-64-128]4(P)(A) Reihe (Nachfolger des ATMega16/32/644) ebenfalls.

mfG
Markus

PS: [] = Flashgröße in KB, (P) PicoPower, (A) Version mit besserem Fertigungsverfahren.