Mi microcontrolador funciona a 3,3 V, pero todos los Baterías CR2032 están clasificados a 3 V. ¿Es seguro manejar mi microcontrolador usando estos 3 V? ¿Funcionará correctamente?
No tengo que sacar mucha corriente, así que la corriente no es un problema. Si no, ¿tengo que usar algo como el NCP1450 para aumentar el voltaje? Dado que tengo que reducir el tamaño, ¿cuál es la forma más barata de lograrlo?
Si bien en la pregunta no se especifica el microcontrolador que se está considerando, los populares microcontroladores de 3,3 V de Atmel, Texas Instruments y Microchip toleran rieles de suministro de hasta 3 voltios, 2,7 voltios o, en algunos casos, incluso más bajos.
También hay que tener en cuenta que un CR2032, o casi cualquier batería, caerá en voltaje a medida que se agote. Por lo tanto, la restricción que debe considerarse no es el voltaje nominal de la batería, sino el voltaje más bajo al que la batería puede caer y aún así considerarse operativa.
La hoja de datos del microcontrolador mencionará cuál es el límite inferior absoluto.
La hoja de datos también revelará si algunos parámetros del microcontrolador se comportarán de manera diferente bajo un voltaje menor.
Muchas familias de microcontroladores especifican límites de velocidad de reloj más bajos para voltajes de suministro más bajos: Por lo tanto, un microcontrolador que está clasificado para funcionar con un reloj de 20 MHz a, digamos, 5 voltios, estaría limitado a no más de quizás 12 MHz a 3,3 voltios, y 10 MHz a 3 voltios.
Otro punto potencial de diferencia sería cualquier salida de voltaje de referencia analógica disponible en el microcontrolador: Algunos microcontroladores ofrecen una clavija de referencia con salida válida sólo mientras el voltaje de la vía de suministro sea suficientemente mayor que el voltaje de referencia.
Para poder operar un microcontrolador incluso cuando la batería se agota, un simple regulador de potencia de 3 terminales, como el Holtek HT7733 es una opción a considerar:
Este impulso en particular funciona con un voltaje de batería de 0,7 voltios, y es muy barato (20 centavos cada uno en mi parte del mundo). El circuito es lo suficientemente simple como para añadirlo a un diseño existente. Tampoco requiere un MOSFET externo, una ventaja sobre el NCP1450 .
La forma más barata es usar la batería directamente. Refiriéndose a una típica CR2032 hoja de datos mira las curvas de descarga y la dependencia de la temperatura. Si todo su circuito consume 190uA o menos, puede depender de más de 800 horas de vida con un voltaje de fin de vida de 2,75V o así. 
Mire la hoja de datos de su CPU y vea si está GARANTIZADO para operar a 2.75V en la frecuencia de reloj que está usando. No use cifras "típicas". Por ejemplo, aquí hay una figura del Microchip PIC12F1501 hoja de datos . 
Esta parte en particular es buena hasta 2,5V para cualquier frecuencia de reloj hasta 20MHz, y hasta 2,3V para 16MHz o menos, en todo el rango de temperatura. También acomodará fácilmente el voltaje más alto de un nuevo CR2032 (un poco más de 3,0V a altas temperaturas).
Entonces revisa cuidadosamente la hoja de datos de la MCU para asegurarte de que todos los periféricos funcionarán en ese rango de voltaje. En el caso de este chip en particular podemos seleccionar el voltaje de apagado para que sea de 2,7V nominal o 2,4V nominal. En el primer caso, podemos usar cualquier reloj hasta 20MHz, pero puede que sólo obtengamos la mitad de la vida de la batería (para la misma corriente de carga) debido al mayor voltaje de caída de tensión. En el segundo caso, estamos restringidos a un reloj de 16MHz como máximo, pero obtendremos 1000 horas de vida de la batería. 
(O podríamos elegir el PIC12LF1501 que está garantizado para operar hasta 1,8V (y puede aceptar hasta 3,6V) hasta 16MHz, y volver a pasar por el análisis).
El NCP1450 es un controlador barato, pero requiere un transistor externo y un diodo Schottky. Si tu circuito atrae los cientos de uA, puedes optimizar la eficiencia eligiendo un transistor más pequeño. Por ejemplo, abajo puedes ver una eficiencia del 70% a 200uA de salida, por lo que la descarga de la batería debería ser un poco más de 300uA. 
Si su requerimiento de corriente está en el mA, podría considerar un regulador completo con rectificación sincrónica como el AAT1217ICA-3.3-T1 que requiere un inductor más pequeño. Son unos 35 centavos en cantidad. Si su fábrica está en Asia, hay opciones aún más baratas. El mismo análisis que para el MCU se aplica al rango de voltaje en el que el regulador está garantizado a operar (y puede aceptar sin daños).
Sin embargo, la eficiencia de estas cosas no es grande con corrientes bajas, como se puede ver aquí: 
A 200uA, es sólo un 35% de eficiencia (¡alrededor de 660uA de entrada por 200uA de salida!), así que mucho depende de la corriente de operación real de tu circuito.
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