海淀低功耗MCU批發(fā)
發(fā)布時(shí)間：2023-12-13 01:45:25
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基于RJM8L151的門磁報(bào)警器解決方案 NB-IoT智能門磁報(bào)警器是一種基于物聯(lián)網(wǎng)傳輸技術(shù)的安防產(chǎn)品，主要用于探測(cè)門、窗、抽屜等物體是否被非法打開或移動(dòng)。此次方案采用無(wú)線通信設(shè)計(jì)，可連接電信、移動(dòng)NB-IoT等網(wǎng)絡(luò)，可通過NB-IoT無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將報(bào)警信息上傳到云端管理平臺(tái)，在疫情防護(hù)、居家隔離和防盜報(bào)警等方面得到廣泛的應(yīng)用。 應(yīng)用簡(jiǎn)介 門磁報(bào)警系統(tǒng)通過磁簧感應(yīng)原理，用于監(jiān)控各類門、窗的開關(guān)狀態(tài)，通過NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)將信號(hào)傳輸?shù)铰?lián)網(wǎng)中心監(jiān)控服務(wù)平臺(tái)，同時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)向相關(guān)人員發(fā)送短信和撥打電話通知，以及手機(jī)APP和微信推送報(bào)警信息，從而防止非法侵入，捍衛(wèi)人身財(cái)產(chǎn)安全
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IO口的上下拉電阻消耗電流這一因素相對(duì)比較明顯，下邊咱來(lái)說一個(gè)不明顯的因素：IO口與外部IC相連時(shí)的電流消耗。假如某個(gè)IO口自帶上拉，而此與IO相連的IC引腳偏偏是自帶下拉的，那么無(wú)論這個(gè)引腳處于什么樣的電平輸出，都不可避免的產(chǎn)生一定的電流消耗。所以凡是遇見這一類的情況，首先需要閱讀外設(shè)IC的手冊(cè)，確定好此引腳的的狀態(tài)，做到心中有數(shù);然后在控制MCU睡眠之前，設(shè)置好MCU的IO口的上下拉模式及輸入輸出狀態(tài)，要保證一絲兒電流都不要被它消耗掉。 5、斷開調(diào)試器連接，不要被假象所迷惑 還有一類比較奇特，檢測(cè)出來(lái)的電流消耗很大，可實(shí)際結(jié)果是自己杞人憂天，什么原因呢?是因?yàn)樵跍y(cè)試功耗的時(shí)候MCU還連接著調(diào)試器呢!這時(shí)候大部分電流就會(huì)被調(diào)試器給擄走，平白無(wú)故的讓工程師產(chǎn)生極度郁悶的心情。所以在測(cè)低功耗的時(shí)候，一定不要連接調(diào)試器，更不能邊調(diào)試邊測(cè)電流。 總結(jié)：MCU的低功耗設(shè)計(jì)是一個(gè)細(xì)致活，要養(yǎng)成良好的習(xí)慣，做到每添加一個(gè)功能都要重新驗(yàn)證一下低功耗是否符合要求，這樣就可以隨時(shí)隨地干掉消耗功率的因素。如果把所有功能都設(shè)計(jì)好了才去考慮低功耗的問題，一個(gè)不小心，就可能要更改程序的架構(gòu)——即便如此也不一定能把功耗給徹底降下去。
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模擬信號(hào)處理單元完成對(duì)光電二級(jí)管采集信號(hào)的處理，包括信號(hào)轉(zhuǎn)換、采樣保持、放大、濾波和補(bǔ)償?shù)裙δ?。由于光電二極管輸出的信號(hào)是電流信號(hào)，先要轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)才能被后續(xù)電路處理。而且光電二極管工作在反向偏置狀態(tài)，其結(jié)電阻較大，輸出電流較小。所有要選用輸入阻抗較高的運(yùn)算放大器做為I/V轉(zhuǎn)換的TIA。 電流-電壓變換電路輸出的是兩種光分時(shí)復(fù)用的信號(hào)，要將兩種光的信號(hào)分離就要用兩路獨(dú)立的采樣保持電路，用RJM8L151的GPIO來(lái)控制和切換兩路采樣保持電路，并且要與LED驅(qū)動(dòng)脈沖的控制脈沖同步。 由于分離出來(lái)的交流信號(hào)非常微弱，為了消除直流分量和高頻干擾，電路中采用帶通濾波器處理紅光和紅外信號(hào)。帶通濾波器由高通和低通兩部分組成，其中高通部分采用RC濾波網(wǎng)絡(luò)來(lái)濾除直流分量，其截至頻率設(shè)置為0.23Hz。低通部分采用二階低通濾波電路，其截至頻率為0.48Hz。
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隨著社會(huì)發(fā)展向著數(shù)字化和信息化邁進(jìn),人們工作交流的方式正與時(shí)俱進(jìn)的朝著越來(lái)越智能的方向發(fā)展，高清視頻會(huì)議正應(yīng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的進(jìn)步開始了領(lǐng)銜會(huì)議通信的發(fā)展時(shí)期，給用戶帶來(lái)了的更高品質(zhì)的服務(wù)體驗(yàn)。高清視頻會(huì)議終端產(chǎn)品是高清視頻會(huì)議實(shí)現(xiàn)的重要組成部分，下圖是基于RJGT102的視頻會(huì)議終端的保護(hù)方案框圖。 ? 由于DSP處理器的核心代碼是放在外部的NOR Flash中保存，NOR Flash沒有任何防盜措施，很容易別外人讀取。據(jù)統(tǒng)計(jì)，企業(yè)每年因?yàn)楸I版軟件和硬件導(dǎo)致的收益損失超過數(shù)百億美元。在大眾創(chuàng)業(yè)、萬(wàn)眾創(chuàng)新的時(shí)代中，無(wú)論是打印機(jī)、智能終端、醫(yī)療設(shè)備、無(wú)人機(jī)、廣告機(jī)企業(yè)，還是熱門的消費(fèi)電子企業(yè)，或者是打印機(jī)耗材、醫(yī)療耗材、電池和配件企業(yè)，他們投入了大量的時(shí)間、精力和資金用于核心技術(shù)的研發(fā)。但是這些核心技術(shù)往往都放在沒有保護(hù)措施的普通MCU里，很容易被外人盜取和抄襲，給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。 如何才能保護(hù)企業(yè)的核心技術(shù)——MCU固件呢？主要考慮3種情況，采用軟硬件同時(shí)加密的方式，保證產(chǎn)品必須使用公司的核心固件才能正常運(yùn)行。第二，將公司的核心固件存放在加密存儲(chǔ)器中。第三，在核心固件升級(jí)過程中進(jìn)行加密。 RJGT102采用了SHA256對(duì)稱加密算法，256位的大數(shù)加密，破解成本極高。該芯片有TSOP8和SOP23-6兩種封裝，滿足客戶不同場(chǎng)景的需求。每片RJGT102都有的客戶編碼，非常適合做防抄板，防抄軟件，管控工廠生產(chǎn)數(shù)量，防止方案外泄等。
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在使 MCU 能夠達(dá)到電流預(yù)算的所有功能中，斷電模式重要。低功耗 MCU具有可提供不同級(jí)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(huì)關(guān)閉 CPU，但是保持其他功能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。LPM1 與 LPM2 模式在禁用功能列表中增加了各種時(shí)鐘功能。LPM3 是常用的低功耗模式，只保持低頻率時(shí)鐘振蕩器以及采用該時(shí)鐘的外設(shè)運(yùn)行。LPM3 通常稱為實(shí)時(shí)時(shí)鐘模式，因?yàn)樗试S定時(shí)器采用低功耗 32768Hz 時(shí)鐘源運(yùn)行，電流消耗低于 1uA，同時(shí)還可定期激活系統(tǒng)。LPM4 完全關(guān)閉器件上的包括 RAM 存儲(chǔ)在內(nèi)的所有功能，電流消耗僅 100 毫微安。 時(shí)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(jìn)入與退出各種低功耗模式。進(jìn)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?yàn)?CPU會(huì)在等待時(shí)鐘穩(wěn)定下來(lái)期間浪費(fèi)電流。大多低功耗 mcu 都具有“即時(shí)啟動(dòng)”時(shí)鐘，其可以在不到 10～20us 時(shí)間內(nèi)為 CPU 準(zhǔn)備就緒。但是，重要的是要明白哪些時(shí)鐘是即時(shí)啟動(dòng)、哪些非即時(shí)啟動(dòng)的。某些 MCU 具有雙級(jí)時(shí)鐘激活功能，該功能在高頻時(shí)鐘穩(wěn)定化過程中提供一個(gè)低頻時(shí)鐘（通常為32768Hz），其可以達(dá)到 1 毫秒。CPU 在大約 15us 時(shí)間內(nèi)正常運(yùn)行，但是運(yùn)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(shí)消耗更少的電流，但是并不足于彌補(bǔ)處理時(shí)間的差異。相比而言，某些 MCU 在 6 微秒時(shí)間內(nèi)就可以為 CPU 提供高速時(shí)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(shí)現(xiàn)即時(shí)啟動(dòng)的高速串行通信。
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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(lái)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(duì)比數(shù)據(jù)表前面的數(shù)據(jù)那么簡(jiǎn)單。我們必須詳細(xì)對(duì)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(shí)系統(tǒng)、事件驅(qū)動(dòng)功能、片上外設(shè)、掉電檢測(cè)與保護(hù)、漏電流、處理效率。 在低功耗設(shè)計(jì)中，平均電流消耗往往決定電池壽命。例如，如果某個(gè)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(dá)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(jí)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(huì)關(guān)閉 CPU，但是保持其他功能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。LPM1 與 LPM2 模式在禁用功能列表中增加了各種時(shí)鐘功能。LPM3 是最常用的低功耗模式，只保持低頻率時(shí)鐘振蕩器以及采用該時(shí)鐘的外設(shè)運(yùn)行。LPM3 通常稱為實(shí)時(shí)時(shí)鐘模式，因?yàn)樗试S定時(shí)器采用低功耗 32768Hz 時(shí)鐘源運(yùn)行，電流消耗低于 1uA，同時(shí)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(chǔ)在內(nèi)的所有功能，電流消耗僅 100 毫微安。 時(shí)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(jìn)入與退出各種低功耗模式。進(jìn)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?yàn)?CPU會(huì)在等待時(shí)鐘穩(wěn)定下來(lái)期間浪費(fèi)電流。大多低功耗 mcu 都具有“即時(shí)啟動(dòng)”時(shí)鐘，其可以在不到 10～20us 時(shí)間內(nèi)為 CPU 準(zhǔn)備就緒。但是，重要的是要明白哪些時(shí)鐘是即時(shí)啟動(dòng)、哪些非即時(shí)啟動(dòng)的。某些 MCU 具有雙級(jí)時(shí)鐘激活功能，該功能在高頻時(shí)鐘穩(wěn)定化過程中提供一個(gè)低頻時(shí)鐘（通常為32768Hz），其可以達(dá)到 1 毫秒。CPU 在大約 15us 時(shí)間內(nèi)正常運(yùn)行，但是運(yùn)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(shí)消耗更少的電流，但是并不足于彌補(bǔ)處理時(shí)間的差異。相比而言，某些 MCU 在 6 微秒時(shí)間內(nèi)就可以為 CPU 提供高速時(shí)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(shí)現(xiàn)即時(shí)啟動(dòng)的高速串行通信。