也許，uC這個(gè)詞從來(lái)沒(méi)有正式出現(xiàn)過(guò)，但它所代表的那些6腳、8腳單片機(jī)正變地越來(lái)越常見(jiàn)，正在逐漸模糊核心處理器和外圍分立元件之間的界線(xiàn)，并有逐步替代基礎(chǔ)數(shù)字邏輯功能、小型數(shù)字模擬混合芯片的趨勢(shì)。因?yàn)樗?、低成本、功能精干…?duì)于這個(gè)越來(lái)越智能化的世界，這個(gè)單片機(jī)里的小不點(diǎn)也許會(huì)成為物聯(lián)網(wǎng)這張網(wǎng)上的最后一?！皦m?！?。

uC，一個(gè)“然后…就沒(méi)有然后”的名詞

十余年前，我曾在美信一款充電IC MAX1640的數(shù)據(jù)手冊(cè)上，看到一個(gè)名詞：uC。

那時(shí)候我對(duì)所有新概念都好奇，見(jiàn)到啥我都會(huì)一通搜索，然后…就沒(méi)有然后了。 不信，你現(xiàn)在也可以搜搜去，記住，是uC,不是UC，那是瀏覽器。不是芯片。

我只能從上下文猜測(cè)，這個(gè)uC指的應(yīng)該是一個(gè)能檢測(cè)電壓又帶判斷功能的芯片。那時(shí)候我已經(jīng)接觸過(guò)51單片機(jī)，所以猜到uC指的是 uController。對(duì)，u（mju）是um(微米)那個(gè)u。

但后來(lái)，我再也沒(méi)有在任何地方看到uC這個(gè)名詞，因此我一直認(rèn)為當(dāng)年寫(xiě)這份datasheet的美信工程師取名字非常有創(chuàng)意。

通常，我們把單片機(jī)統(tǒng)稱(chēng)為MCU（現(xiàn)在隨著外設(shè)的功能越來(lái)越強(qiáng)大，兼具數(shù)字模擬功能，逐步升級(jí)到SoC，即片上系統(tǒng)）。MCU的全稱(chēng)是Micro Controller Unit。雖然它沒(méi)有被寫(xiě)成mC。美信在資料中稱(chēng)uC，顯然就是對(duì)應(yīng)于MCU的這個(gè)說(shuō)法——因?yàn)樗J(rèn)為只需要一種功能比MCU更簡(jiǎn)單更低端的微控制器就可以實(shí)現(xiàn)，因此稱(chēng)其為uC。

連這個(gè)詞都沒(méi)搜到，那在現(xiàn)實(shí)中上哪去找uC呢

Microchip：全球首款6腳單片機(jī)的締造者

一向善于換關(guān)鍵詞搜索東西的銳評(píng)辛，很快就找到了PIC的8腳單片機(jī)，這是可以被稱(chēng)為uC現(xiàn)實(shí)版的單片機(jī)。甚至…PIC還有6個(gè)腳的，簡(jiǎn)直了！

PIC系列單片機(jī)來(lái)自美國(guó)的微芯（Microchip）,作為一家全球頂級(jí)半導(dǎo)體廠(chǎng)商，它一直銳意創(chuàng)新，引領(lǐng)行業(yè)的方向。首款6腳單片機(jī)，就是由PIC在2004年推出，當(dāng)時(shí)號(hào)稱(chēng)全球最小單片機(jī)：首批有四款：PIC10F200、PIC10F202、PIC10F204及PIC10F206。

PIC單片機(jī)系列覆蓋了8位、16位到32位，型號(hào)極多，以不同的資源、配置的廣泛混搭而著稱(chēng)于世。可以說(shuō)，不管你要做什么，從簡(jiǎn)單的小家電控制到復(fù)雜的電機(jī)控制系統(tǒng)，你總能找到一款合適的PIC。

在國(guó)內(nèi)，由于PIC價(jià)格相對(duì)較高——主要是吃了匯率的虧，加上編程器昂貴（還有開(kāi)發(fā)環(huán)境，都是獨(dú)家所有，就算是盜版、山寨也要大幾百），所以在國(guó)內(nèi)用的不算多。

但在歐美，它頻繁出現(xiàn)在各類(lèi)電子制作里，其中最重要的就是它出現(xiàn)在大學(xué)課本中，這使得它在歐美受眾非常廣泛，以它構(gòu)建的產(chǎn)品，DIY非常多。

所以，市面上一直有大量的PIC模仿者，其中以臺(tái)系為最甚，許多主打高性?xún)r(jià)比的低成本MCU，都在模仿替代它。近年逐漸崛起的國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體，也正在走這條臺(tái)系廠(chǎng)商的老路。

這其中，就包括了大量的6腳、8腳超小封裝單片機(jī)。

小uC,大用途

對(duì)于當(dāng)年只見(jiàn)過(guò)DIP40的51單片機(jī)，頂多也就見(jiàn)過(guò)DIP20的AVR，還是一個(gè)學(xué)生仔的我來(lái)說(shuō)，內(nèi)心的震撼是可想而知：6個(gè)腳？！能，能用嗎？

事實(shí)上，不僅能用，而且這些小的就跟一個(gè)555一樣的uC單片機(jī)簡(jiǎn)直就像變成了蒼蠅的孫猴子，無(wú)所不能。

其實(shí)我們不常用的電子膠

最初微芯推出全球最小6腳單片機(jī)時(shí)，主打的一個(gè)作用是電子膠，這個(gè)電子膠是個(gè)什么東西呢？

在設(shè)計(jì)復(fù)雜印刷電路板PCB時(shí)，萬(wàn)一出現(xiàn)了設(shè)計(jì)缺陷，如果整板改動(dòng)，影響很大，耗時(shí)也很長(zhǎng)。而且涉及的改動(dòng)往往不是簡(jiǎn)單的飛線(xiàn)，通常會(huì)涉及一些功能、信號(hào)的改變，這個(gè)時(shí)候，如果用這種小封裝單片機(jī)，就可以快速地、靈活地進(jìn)行改動(dòng)。

然而小型數(shù)?；旌舷到y(tǒng)我們很需要

然而“電子膠”我們一般很少用，畢竟我們誰(shuí)都不是去做超復(fù)雜PCB的。但，作為一個(gè)低成本化的兼具了數(shù)字邏輯和模擬功能的小型系統(tǒng)，6腳8腳uC就大顯神威了。

前面提到，首款6腳單片機(jī)在2004年推出，緊接著在2005年，微芯又推出了帶ADC版本的PIC10F220和PIC10F222。

不要小看ADC這個(gè)外設(shè)，大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合，我們對(duì)ADC的精度和速度要求都不高，這種時(shí)候直接使用帶ADC的單片機(jī)，往往是我們最喜歡的方案。

就拿我前面提到的是在MAX1640上應(yīng)用為例子。

其實(shí)這個(gè)功能非常簡(jiǎn)單，就是要判斷鋰電池的電壓當(dāng)前處于什么狀態(tài)：

1. 低于3.2V（或者3.4V），此時(shí)鋰電池過(guò)放。

2. 高于4.2V（或者4.4V），此時(shí)鋰電池過(guò)充。

3. 兩者之間，此時(shí)鋰電池處在正常充放電過(guò)程。

如何實(shí)現(xiàn)呢？如果沒(méi)有單片機(jī)，我能想到的最簡(jiǎn)單的方案就是用電壓比較器，比如LM339。對(duì)于這個(gè)場(chǎng)合來(lái)說(shuō)需要上下限兩個(gè)電壓判斷，那么，用兩路比較器LM393會(huì)更經(jīng)濟(jì)，并且節(jié)省空間。

但即使是這樣，LM393本身是一個(gè)14腳的芯片，體積較大。再加上電阻——而且在這里，為了檢測(cè)更精準(zhǔn)，電阻可能還得用1%的精密電阻，成本又高了。

但如果采用uC，只要一個(gè)有一路ADC的6腳單片機(jī)就完事了。ADC接電池電壓，然后以?xún)陕稩O輸出邏輯電平。電路得到大幅簡(jiǎn)化，面積小了很多，成本也明顯下降。

以此類(lèi)推，以往我們常用的555、時(shí)鐘電路、觸發(fā)器、時(shí)序等電路，它們一個(gè)芯片通常只能實(shí)現(xiàn)單一功能，而即使是很簡(jiǎn)單的電路，也不是一個(gè)邏輯功能芯片就能完成的，這就往往需要同時(shí)使用好幾塊芯片，而且彼此之間的連線(xiàn)還復(fù)雜。

何況還要模擬功能呢？比如電壓檢測(cè)，這個(gè)時(shí)候，如果使用單片機(jī)就會(huì)變得非常簡(jiǎn)單——因?yàn)閱纹瑱C(jī)內(nèi)部集成了許多基礎(chǔ)的數(shù)字部件，如定時(shí)器，波形發(fā)生器，并可由編程完成時(shí)序、邏輯判斷。

隨后，以集成ADC為始點(diǎn)，所有單片機(jī)都開(kāi)始加入DAC、模擬運(yùn)放功能，這就使得小小的單片機(jī)具備了數(shù)字模擬混合系統(tǒng)的硬件基礎(chǔ)……這一下子它的潛在應(yīng)用范圍就更是無(wú)處不在。當(dāng)年，MSP430就是這樣被TI推向我們學(xué)生仔的。

大單片機(jī)？小單片機(jī)？

做電子的都知道，單片機(jī)是一個(gè)碎片化程度非常高的市場(chǎng)。永遠(yuǎn)有你沒(méi)聽(tīng)說(shuō)過(guò)的小廠(chǎng)商，永遠(yuǎn)有你沒(méi)聽(tīng)過(guò)的型號(hào)。

比如當(dāng)年銳評(píng)辛入行的第一個(gè)兩萬(wàn)行項(xiàng)目，用的就是美信的MAXQ1050，有用過(guò)的，或者聽(tīng)過(guò)的也行，麻煩請(qǐng)?jiān)谠u(píng)論區(qū)吱一聲，讓我知道我并不孤獨(dú)。

如果我們以單片機(jī)最根本的配置指標(biāo)，也就是FLASH和RAM來(lái)衡量的話(huà)，其實(shí)我們可以清晰地看到單片機(jī)的一個(gè)演進(jìn)過(guò)程。

以當(dāng)前最熱門(mén)的STM32來(lái)說(shuō)，2007年，意法半導(dǎo)體推出的STM32F103，當(dāng)時(shí)它憑借“72Mh、高頻主時(shí)鐘……”的高性能橫空出世，比起曾經(jīng)AT89S52（8051的代表機(jī)型）的12Mhz（實(shí)際只是1Mhz主時(shí)鐘，因?yàn)?2分頻）、8KB Flash、 256B RAM，STM32簡(jiǎn)直碉堡了有木有！讓年少的我當(dāng)時(shí)淚流滿(mǎn)面了很多天。

隨后，STM32越來(lái)越流行，2007到2017年這十年間，它賣(mài)出了16億顆，成為當(dāng)之無(wú)愧的大主流。十年間，STM32在原來(lái)F1、F2的基礎(chǔ)上，發(fā)展出了F3、F4以及低成本路線(xiàn)的F0，和低功耗系列的L0、L4，同時(shí)還推出了更低成本的STM8系列——采購(gòu)過(guò)芯片的都知道，芯片價(jià)格拼到最后看的都是引腳數(shù)和晶圓面積。

最終，ST的STM32/STM8系列基本涵蓋了FLASH從32K到1M，RAM從1K到256K的范圍，引腳也從最少的20腳到多達(dá)兩三百個(gè)腳，價(jià)格從五六塊錢(qián)到上百之間不等，基本可以說(shuō)一統(tǒng)江湖，妥妥的走了一條當(dāng)年P(guān)IC的老路啊。（也不知道是誰(shuí)給的勇氣，PIC至今還是高高在上的不降價(jià)，抗干擾逆天了不起啊……）

最近STM32推出的H7系列已經(jīng)到了微處理器（MPU）的水準(zhǔn)，也就是所謂的跨界的處理器，它們開(kāi)始模糊了通常用于工業(yè)控制的微控制器和高端復(fù)雜運(yùn)算的微處理器界線(xiàn)。

但最讓銳評(píng)辛激動(dòng)的…其實(shí)還是ST終于推出了8腳單片機(jī)！雖然是STM8，不是ARM，不過(guò)都8個(gè)腳了，還要什么自行車(chē)呢？

總的來(lái)說(shuō)，單片機(jī)和傳統(tǒng)PC以及工控機(jī)是兩個(gè)截然不同的發(fā)展路線(xiàn)，后者不斷走向更高性能（而維持價(jià)格基本不變或者稍微降低）、更高集成度等越來(lái)越高端霸氣上檔次的路線(xiàn)。

而單片機(jī)則不同，一開(kāi)始，它也在走這條價(jià)格不變配置不斷推升的路線(xiàn)，最終總推到讓我們這些行業(yè)老鬼見(jiàn)著傷心聽(tīng)了感動(dòng)的地步。

但是，通常它就止于此，不會(huì)繼續(xù)往前發(fā)展。因?yàn)檫@個(gè)時(shí)候它基本上已經(jīng)跨過(guò)了邊界，就像STM32H7，NXP的i.MX最新系列，已經(jīng)進(jìn)入了微處理器的階段。

反而我們會(huì)看到，單片機(jī)也在往另一個(gè)方向發(fā)展，降低配置，甚至低到比最初的產(chǎn)品還要低。隨之還有減小封裝，比如越來(lái)越廠(chǎng)商推出的8腳，14腳，20腳的小封裝單片機(jī)上，當(dāng)然最重要的還有就是，價(jià)格一定要一跌再跌，跌到讓你感動(dòng)為止……

智能塵埃，物聯(lián)網(wǎng)世界的最后一厘米

和所有概念一樣，物聯(lián)網(wǎng)從被提出來(lái)，經(jīng)歷了喧囂塵上，言必提及，然后現(xiàn)在似乎成為明日黃花，很少有人再泛泛談物聯(lián)網(wǎng)，而是談工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、智能家居、可穿戴和車(chē)聯(lián)網(wǎng)等具體應(yīng)用——這在某種程度上來(lái)看，也代表著物聯(lián)網(wǎng)的成熟，畢竟有真實(shí)應(yīng)用可深入做下去，不用再拿大一統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)概念去忽悠人。

還在大學(xué)的時(shí)候，我經(jīng)常看到一些專(zhuān)業(yè)的行業(yè)雜志的文獻(xiàn)里提到智能塵埃。

今天我們經(jīng)常提到的“智能硬件”這個(gè)詞，就是具有“智能”的電子設(shè)備，設(shè)備的智能來(lái)自于它嵌入了帶有物理量感知能力和邏輯判斷功能的電路。智能塵埃這個(gè)概念非常好理解，就是隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，可預(yù)期智能硬件的體積會(huì)越來(lái)越少，越來(lái)越無(wú)處不在，滲透到生活的方方面面，如同沙粒、塵埃一樣，從而更廣泛，更大規(guī)模地嵌入物理環(huán)境，實(shí)現(xiàn)更加精細(xì)粒度的感知、控制。

不知道你怎么看，銳評(píng)辛眼里的物聯(lián)網(wǎng)世界，最后就應(yīng)該是智能塵埃遍布世界的樣子。

智能塵埃，也叫智能微塵，這個(gè)概念要比物聯(lián)網(wǎng)早得多，早在1996年，就由伯克萊加州分校的教授斯托弗·皮斯特（Kristofer Pister）提出來(lái)了，當(dāng)然，如此前瞻性的東西往往源于軍事目的。

20多年過(guò)去了，至今我們都沒(méi)見(jiàn)過(guò)這種東西在生活中的應(yīng)用。

即使在軍事領(lǐng)域，也還沒(méi)成為現(xiàn)實(shí)。各類(lèi)大片中，最常見(jiàn)的就是壯觀(guān)的四軸飛行器陣列，像一群鳥(niǎo)一樣，和龐大無(wú)比的擎天柱式的巨大機(jī)器人形成了強(qiáng)大的對(duì)比。

幾年前，我還在新聞上看到美軍推出了一個(gè)大小比普通蒼蠅稍微大一點(diǎn)的微型飛行機(jī)器人陣列。

但以上這些，都只是在軍事領(lǐng)域，和我們普通大眾的生活關(guān)系不大，何況你說(shuō)一只蒼蠅上是得有多少塵埃?。?

當(dāng)然，按照銳評(píng)辛看來(lái)，像不像塵埃這么小、這么密的程度，其實(shí)不重要，重要的是，讓我們可以對(duì)盡可能多的節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行判斷和控制。

塵埃無(wú)孔不在，正是因?yàn)樗男　?

塵埃處處都是，因?yàn)樗唤鹳F。

塵埃萬(wàn)古長(zhǎng)存，因?yàn)樗恍枰桂B(yǎng)。

智能硬件要“塵埃化”，首先就是小，小到足以嵌入任何粒度，不金貴，所以才能大規(guī)模鋪設(shè)。不需要特別喂養(yǎng)，指的是低功耗——雖然今天這些6腳8腳uC并不是低功耗之最，但因?yàn)楸旧眢w量小以及特殊的應(yīng)用方式——大多數(shù)長(zhǎng)期睡眠，只在一個(gè)很短的時(shí)刻激活工作，因此，非常好“養(yǎng)活”。

無(wú)疑，能讓智能塵埃這個(gè)概念真正落地的，非uC不可。但即使在“智能硬件”大行其道的今天，我很驚訝的發(fā)現(xiàn)：uC,這種只有6個(gè)腳，8個(gè)腳的超小型單片機(jī)，在現(xiàn)實(shí)生活中使用的程度并沒(méi)有我曾經(jīng)以為的那么廣泛。