數(shù)字萬用表“節(jié)能之星”EFM32應用方案
數(shù)字萬用表,一種多用途電子測量儀器,一般包含安培計、電壓表、歐姆計等功能,有時也稱為萬用計、多用計、多用電表,或三用電表。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/192975.htm系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
EFM32是由挪威Energymicro公司采用ARM Cortex-M3內(nèi)核設(shè)計而來的高性能低功耗32位微控制器。它具有突出的低功耗特性,適用于“三表”(電表、水/熱表、氣表)、工業(yè)控制、警報安全系統(tǒng)、健康與運動應用系統(tǒng)、手持式醫(yī)療設(shè)備以及智能家居控制等領(lǐng)域。
圖1是數(shù)字萬用表的結(jié)構(gòu)框圖,包括供電,測量模塊,存儲芯片,顯示模塊,主處理器,控制按鍵。
圖1:數(shù)字萬用表結(jié)構(gòu)框圖。
供電
數(shù)字萬用表一般為9V電池供電,EFM32的工作電壓為1.8~3.8V,工作電壓范圍比較寬,有利于周圍器件的選型。
測量模塊
利用高精度的AD芯片測量不同量程的電阻、電壓、電容或電流等。其中測量電路是將不同的被測量、不同的量程經(jīng)過一系列的處理統(tǒng)一轉(zhuǎn)變成一定量限的電壓供AD采集。
存儲IC
保存測量結(jié)果,可用于查詢或波形顯示。
顯示模塊
通過LCD或TFT顯示測量結(jié)果及查尋之前測量結(jié)果或顯示其他功能。
主控制器
根據(jù)數(shù)字萬用表功能不同可選擇不同型號的EFM32作為主控MCU。EFM32具有良好的兼容性,同編號芯片引腳為pin-pin兼容。在低端應用中可選擇EFM32TG系列作為主控,其flash和RAM資源為8~32KB和2~4KB;在高端產(chǎn)品中可選擇EFM32TG系列,其與EFM32TG系列 pin-pin兼容,flash和RAM資源為256~1024KB和128KB,帶有TFT驅(qū)動及USB。
控制按鍵
用于選擇不同的測量量、量程及功能按鍵。
方案優(yōu)勢
相對于傳統(tǒng)的8位、16位單片機實現(xiàn)的數(shù)字萬用表,基于EFM32實現(xiàn)的本方案具有以下優(yōu)勢:
超低功耗
EFM32是全球最低功耗的32位微控制器,RTC、DMA可運行的EM2模式下,功耗電流僅為900nA,不運行RTC的模式下可低至600nA,而在不保存RAM數(shù)據(jù)時更是只有20nA。由于數(shù)字萬用表為電池供電,對功耗有一定的要求,因此EFM32的低功耗具有明顯的優(yōu)勢。
集成度高,性能高
EFM32是Cortex-M3內(nèi)核,內(nèi)核的指令效率以及代碼密度比傳統(tǒng)的8位單片機高,尤其是在算法處理方面具有比較大的優(yōu)勢。在某些對AD精度要求不是太高的環(huán)境下可使用片上帶有1M采樣速率的12位ADC,配合PRS及DMA可以實現(xiàn)精準定時的采樣和數(shù)據(jù)存儲。除此外,EFM32片上集成高達8X36 的LCD驅(qū)動器,甚至支持16位RGB接口的TFT屏驅(qū)動,其支持emwin的GUI界面,可以實現(xiàn)界面管理及波形顯示。EFM32帶有3個運算放大器及2個16路比較器,可以省去電路上的一些外圍器件,節(jié)省成本。豐富的集成外設(shè)為不同的系統(tǒng)應用提供多樣性的選擇。
擴展性良好
EFM32的TG、G、GG系列之間具有良好的兼容性,同型號不同系列的芯片是pin-pin兼容,保證用戶在統(tǒng)一的硬件平臺上,可進行不同功能需求的裁剪。Flash資源從最低的4KB~1024KB,RAM資源從2KB~128KB。后續(xù)將推出的Cortex-M0+及Cortex-M4F內(nèi)核的系列,可滿足產(chǎn)品的低端路線和更高端的路線。
總結(jié)
EFM32具有優(yōu)異的低功耗特性,非常適合于對于低功耗有一定要求的數(shù)字萬用表的應用。EFM32內(nèi)核采用目前流行的Cortex-M3設(shè)計,極大地縮短了開發(fā)者的開發(fā)時間。EFM32具有豐富的外設(shè),為系統(tǒng)擴展功能及降低成本提供了條件。
晶振相關(guān)文章:晶振的作用—有用就是任性
傾角傳感器相關(guān)文章:傾角傳感器原理
評論