河西低功耗MCU公司
發(fā)布時間：2024-03-22 01:33:49
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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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如何降低MCU的功耗 低功耗是MCU的一項非常重要的指標，比如某些可穿戴的設(shè)備，其攜帶的電量有限，如果整個電路消耗的電量特別大的話，就會經(jīng)常出現(xiàn)電量不足的情況，影響用戶體驗。 平時我們在做產(chǎn)品的時候，基本的功能實現(xiàn)很簡單，但只要涉及低功耗的問題就比較棘手了，比如某些可以低到微安級的MCU，而自己設(shè)計的低功耗怎么測都是毫安級的，電流竟然能夠高出標準幾百到上千倍，遇到這種情況千萬不要怕，只要認真你就贏了。 下邊咱們仔細分析一下這其中的原因。 1、掐斷外設(shè)命脈——關(guān)閉外設(shè)時鐘 先說最直觀的，也是工程師都比較注意的方面，就是關(guān)閉MCU的外設(shè)時鐘，對于現(xiàn)在市面上出現(xiàn)的大多數(shù)的MCU，其外設(shè)模塊都對應(yīng)著一個時鐘開關(guān)。只需要打開這個外設(shè)的時鐘，就可以正常的使用這個外設(shè)了，當(dāng)然，此外設(shè)也就會產(chǎn)生相應(yīng)的功耗;反之，如果想要讓這個外設(shè)不產(chǎn)生功耗，只需關(guān)閉它的時鐘即可。 2、讓工作節(jié)奏慢下來——時鐘不要倍頻 除了外設(shè)模塊功率消耗之外，還有一個功耗大戶需要注意一下，這就是PLL和FLL模塊。PLL和FLL主要是用來對原始的時鐘信號進行倍頻操作，從而提高系統(tǒng)的整體時鐘，相應(yīng)的，其功耗也會被提上去。所以在進入低功耗之前，需要切換是種模式，旁路掉PLL和FLL模塊，從而盡可能的降低MCU的功耗，等到mcu喚醒之后再把時鐘切換回去。
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按鈕或鍵盤應(yīng)用可以證明外部中斷的優(yōu)勢。如果不具備中斷功能，MCU必須頻繁輪詢鍵盤或按鈕，以確定其是否被按下。不僅輪詢自身會消耗功率，而且控制輪詢間隔也需要定時器，其會消耗附加電流。相比而言，在具備中斷情況下，CPU 可以在整個過程中保持睡眠狀態(tài)，只有按下按鈕時才激活。 在選擇低功率 MCU時，還需要考慮外設(shè)功耗與電源管理。某些低功率 MCU僅僅是設(shè)計時不具備低利率功能的舊架構(gòu)的改進版本。而有些 MCU在設(shè)計時即具備低功耗特性，并在其外設(shè)中內(nèi)置了低功耗功能。一種特性是在需要時單獨啟動或關(guān)閉外設(shè)的能力，換言之，更重要的是自動啟動或關(guān)閉外設(shè)的能力。A/D 轉(zhuǎn)換器就是一個例子，其在完成一次轉(zhuǎn)換后可以自動關(guān)閉。另外，某些 MCU 正在引入直接存儲器存取功能，其可以在無需 CPU 干預(yù)情況下自動處理數(shù)據(jù)。 最后，我們常常會誤解 mcu 處理效率。大家通常會認為 16 位 MCU需要兩倍于 8 位 MCU的內(nèi)存，但是一個 16 位架構(gòu)實際上需要比 8 位架構(gòu)要少一些的代碼，而 16 位 MCU 一般會更快速地執(zhí)行任務(wù)。例如，8 位 MCU 需要 CPU 開銷來管理具有 10 位 A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)或需要 16 位計算的應(yīng)用中的數(shù)據(jù)。而且當(dāng)今許多MCU 產(chǎn)品都具有單個工作文件或累加器，其數(shù)據(jù)必須進行傳輸，以便處理，因此，與基于寄存器的架構(gòu)相比需要額外的 CPU 開銷。表 1 說明在 16 位現(xiàn)代架構(gòu)與8 位 8051 架構(gòu)上傳輸 10 位 A/D 數(shù)據(jù)的指令。在采用 1Mhz 時鐘情況下，16 位器件需要 6us 進行傳輸，而 8 位器件則需要 24us。 選擇低功率 MCU是一項耗時、棘手的工作。如果花費一些時間來了解可用產(chǎn)品選項的架構(gòu)特性，我們就能夠開發(fā)出能滿足最苛刻功率預(yù)算的設(shè)計。
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基于RJM8L151的門磁報警器解決方案 NB-IoT智能門磁報警器是一種基于物聯(lián)網(wǎng)傳輸技術(shù)的安防產(chǎn)品，主要用于探測門、窗、抽屜等物體是否被非法打開或移動。此次方案采用無線通信設(shè)計，可連接電信、移動NB-IoT等網(wǎng)絡(luò)，可通過NB-IoT無線網(wǎng)絡(luò)將報警信息上傳到云端管理平臺，在疫情防護、居家隔離和防盜報警等方面得到廣泛的應(yīng)用。 應(yīng)用簡介 門磁報警系統(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)將信號傳輸?shù)铰?lián)網(wǎng)中心監(jiān)控服務(wù)平臺，同時系統(tǒng)會自動向相關(guān)人員發(fā)送短信和撥打電話通知，以及手機APP和微信推送報警信息，從而防止非法侵入，捍衛(wèi)人身財產(chǎn)安全
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在使 MCU 能夠達到電流預(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)。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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武漢瑞納捷半導(dǎo)體有限公司是一家以嵌入式數(shù)據(jù)安全產(chǎn)品、技術(shù)和應(yīng)用為核心的芯片設(shè)計公司，主營超低功耗MCU、安全加密芯片兩條產(chǎn)品線。產(chǎn)品已在汽車電子、安防監(jiān)控、智能交通、物聯(lián)網(wǎng)終端等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，獲得華為、特斯拉、中車、字節(jié)跳動、吉利汽車、四方光電、魔笛電子煙等上千家行業(yè)客戶的廣泛認可。