房山低功耗MCU批發(fā)
發(fā)布時間：2023-07-31 01:51:27
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隨著社會的高速發(fā)展，火災(zāi)對人類的生產(chǎn)生活造成了極大的損失。煙霧傳感器是用來檢測環(huán)境中煙霧的濃度，以便人們及早的發(fā)現(xiàn)事故隱患，采取有效措施，避免事故發(fā)生，確保工作生產(chǎn)和人們的生活安全。 武漢瑞納捷推出的RJM8L151系列低功耗MCU，在煙霧報警器上得到廣泛應(yīng)用，相較于其它品牌的單片機有如下特點： ■高性能8位80C51 內(nèi)核 支持51指令集，緊湊指令澤碼器和指令執(zhí)行機，8位ALU (加法、減法、邏輯運算和位操作)，支持16*16bit乘法運算32/16bit除法運 算和16/16bit除法運算，CPU時鐘源可由軟件配置為內(nèi)部時鐘，主頻為32MHZ,可進行2/4/32 分頻，系統(tǒng)默認工作頻率16M；
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非接觸式紅外額溫計是一種利用現(xiàn)代傳感器測量技術(shù)、微電子技術(shù)等技術(shù)手段對被測對象進行溫度測量的新型儀器。當(dāng)紅外額溫計對準(zhǔn)并靠近被測對象至數(shù)字接近式傳感器檢測的有效距離時，按下電源/測量鍵，并保持若干秒，則紅外額溫計內(nèi)部的紅外傳感器模塊就會進行溫度采集，并轉(zhuǎn)化為電信號，隨之將電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，而后通過通信接口傳輸?shù)絾纹瑱C。單片機通過數(shù)字溫度傳感器采集當(dāng)前環(huán)境溫度對傳輸?shù)臏囟葦?shù)字信號進行相應(yīng)溫度補償處理，并把修正后的溫度作為當(dāng)前記錄編號存儲，同時判斷該溫度所處的LCD背光范圍，從而進行相應(yīng)的背光顯示：（35.0-37.4℃）體溫正常綠色背光、（37.5-37.9℃）體溫偏高黃色背光、（38-42.9℃）體溫超高紅色背光，若體溫異常同時還會進行“嘀嘀嘀嘀嘀”報警，語音播報當(dāng)前溫度。當(dāng)超過30 秒不使用，自動進入低功耗模式省電。
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嵌入式微控制器 （MCU）的功耗在當(dāng)今電池供電應(yīng)用中正變得越來越舉足輕重。大多MCU 芯片廠商都提供低功耗低功耗產(chǎn)品，但是選擇一款最適合您自己應(yīng)用的產(chǎn)品并非易事，并不像對比數(shù)據(jù)表前面的數(shù)據(jù)那么簡單。我們必須詳細對比 MCU 功能，以便找到功耗最低的產(chǎn)品，這些功能包括：斷電模式、定時系統(tǒng)、事件驅(qū)動功能、片上外設(shè)、掉電檢測與保護、漏電流、處理效率。 在低功耗設(shè)計中，平均電流消耗往往決定電池壽命。例如，如果某個應(yīng)用采用額定電流為 400mAh 的 Eveready 高電量 9V 1222 型電池的話，要提供一年的電池壽命其平均電流消耗必須低于 400mAh/8760h，即45.7uA。 在使 MCU 能夠達到電流預(yù)算的所有功能中，斷電模式最重要。低功耗 MCU具有可提供不同級別功能的斷電模式。例如，TI 超低功耗 MCU MSP430 系列產(chǎn)品可以提供 5 種斷電模式。低功耗模式 0 （LPM0） 會關(guān)閉 CPU，但是保持其他功能正常運轉(zhuǎn)。LPM1 與 LPM2 模式在禁用功能列表中增加了各種時鐘功能。LPM3 是最常用的低功耗模式，只保持低頻率時鐘振蕩器以及采用該時鐘的外設(shè)運行。LPM3 通常稱為實時時鐘模式，因為它允許定時器采用低功耗 32768Hz 時鐘源運行，電流消耗低于 1uA，同時還可定期激活系統(tǒng)。最后，LPM4 完全關(guān)閉器件上的包括 RAM 存儲在內(nèi)的所有功能，電流消耗僅 100 毫微安。 時鐘系統(tǒng)是MCU功耗的關(guān)鍵。應(yīng)用可以每秒多次或幾百次進入與退出各種低功耗模式。進入或退出低功耗模式以及快速處理數(shù)據(jù)的功能極為重要，因為 CPU會在等待時鐘穩(wěn)定下來期間浪費電流。大多低功耗 mcu 都具有“即時啟動”時鐘，其可以在不到 10～20us 時間內(nèi)為 CPU 準(zhǔn)備就緒。但是，重要的是要明白哪些時鐘是即時啟動、哪些非即時啟動的。某些 MCU 具有雙級時鐘激活功能，該功能在高頻時鐘穩(wěn)定化過程中提供一個低頻時鐘（通常為32768Hz），其可以達到 1 毫秒。CPU 在大約 15us 時間內(nèi)正常運行，但是運行頻率較低，效率也較低。如果 CPU 只需要執(zhí)行數(shù)量較少的指令的話，如：25 條，其需要 763us。CPU 低頻比高頻時消耗更少的電流，但是并不足于彌補處理時間的差異。相比而言，某些 MCU 在 6 微秒時間內(nèi)就可以為 CPU 提供高速時鐘，處理相同的 25 條指令僅需要大約 9us（6us 激活＋25 條指令′0.125us指令速率），而且可以實現(xiàn)即時啟動的高速串行通信。
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一系列國密算法中每個算法都有其獨特的用途，有些用于大量數(shù)據(jù)的加解密，有些用于身份的認證，有些用于防止數(shù)據(jù)被篡改。這些算法的安全性經(jīng)過大量的論證，并基于現(xiàn)代密碼學(xué)的原理，逐步公開算法的具體實現(xiàn)，任何單位和個人都可以使用國密算法來保護自己的信息安全，其中應(yīng)用多廣的是SM2、SM3、SM4算法。 SM2算法是一種基于橢圓曲線的非對稱密碼算法，即使用私鑰加密后的密文只能用對應(yīng)公鑰進行解密，反之使用公鑰加密的密文也只能用對應(yīng)的私鑰進行解密。通過對私鑰進行橢圓曲線運算可以生成公鑰，而由于橢圓曲線的特點，知道公鑰卻很難反推出私鑰，這就決定了SM2算法的安全性。SM2算法常見的應(yīng)用是進行身份認證，也就是我們熟知的數(shù)字簽名與驗簽，通過私鑰的私密性來實現(xiàn)身份的性和合法性。
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循序漸進式的功耗優(yōu)化已經(jīng)不再是超低功耗MCU的游戲規(guī)則，而是“突飛猛進”模式，與功耗相關(guān)的很多指標(biāo)都不斷刷新記錄。我們在選擇合適的超低功耗MCU時要掌握必要的技巧，在應(yīng)用時還需要一些設(shè)計方向與思路才能夠更好的應(yīng)用。 一、低功耗MCU的選擇方法 嵌入式微控制器 （MCU）的功耗在當(dāng)今電池供電應(yīng)用中正變得越來越舉足輕重。大多MCU 芯片廠商都提供低功耗低功耗產(chǎn)品，但是選擇一款適合您自己應(yīng)用的產(chǎn)品并非易事，并不像對比數(shù)據(jù)表前面的數(shù)據(jù)那么簡單。我們必須詳細對比 MCU 功能，以便找到功耗低的產(chǎn)品，這些功能包括：斷電模式、定時系統(tǒng)、事件驅(qū)動功能、片上外設(shè)、掉電檢測與保護、漏電流、處理效率。 在低功耗設(shè)計中，平均電流消耗往往決定電池壽命。例如，如果某個應(yīng)用采用額定電流為 400mAh 的 Eveready 高電量 9V 1222 型電池的話，要提供一年的電池壽命其平均電流消耗必須低于 400mAh/8760h，即45.7uA。
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武漢瑞納捷推出的RJM8L151系列低功耗MCU，在煙霧報警器上得到廣泛應(yīng)用，相較于其它品牌的單片機有如下特點： 1. RJM8L151自帶AES128加密算法器 煙感通過LoRa無線通訊與后臺完成數(shù)據(jù)交互，相應(yīng)的協(xié)議中要求使用AES128算法，常見的方案是通過軟件去實現(xiàn)，會占用一定的FLASH代碼空間，同時軟件算法較硬件運行耗時較長，占用CPU資源，同時也增加了功耗； 2. RJM8L151內(nèi)置有真隨機數(shù)發(fā)生器 煙感會定時與后臺交互數(shù)據(jù)，通過隨機數(shù)設(shè)置錯開各個設(shè)備與后臺的交互時間，避免出現(xiàn)信道冗堵的情況。事實上常見的方案是通過偽隨機數(shù)去實現(xiàn)，由于種子一樣，會出現(xiàn)有個多個設(shè)備同時與后臺交互數(shù)據(jù)的現(xiàn)象，真隨機數(shù)發(fā)生器杜絕了此類情況的發(fā)生； 3. 寬泛的工作電壓 RJM8L15的工作電壓范圍在1.62V-5.5V，在電池電壓較低的情況下還能繼續(xù)工作，電池得到有效利用，延長產(chǎn)品使用時間； 4. 低功耗，休息狀態(tài)下不用喚醒 深度休眠狀態(tài)下功耗在350nA以下，能定時喚醒，中途不用喂看門狗，有效保證報警器工作5年以上。