羅定低功耗MCU制造
發(fā)布時(shí)間：2024-03-25 01:33:04
羅定低功耗MCU制造
按鈕或鍵盤(pán)應(yīng)用可以證明外部中斷的優(yōu)勢(shì)。如果不具備中斷功能，MCU必須頻繁輪詢鍵盤(pán)或按鈕，以確定其是否被按下。不僅輪詢自身會(huì)消耗功率，而且控制輪詢間隔也需要定時(shí)器，其會(huì)消耗附加電流。相比而言，在具備中斷情況下，CPU 可以在整個(gè)過(guò)程中保持睡眠狀態(tài)，只有按下按鈕時(shí)才激活。 在選擇低功率 MCU時(shí)，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(jì)時(shí)不具備低利率功能的舊架構(gòu)的改進(jìn)版本。而有些 MCU在設(shè)計(jì)時(shí)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(shí)單獨(dú)啟動(dòng)或關(guān)閉外設(shè)的能力，換言之，更重要的是自動(dòng)啟動(dòng)或關(guān)閉外設(shè)的能力。A/D 轉(zhuǎn)換器就是一個(gè)例子，其在完成一次轉(zhuǎn)換后可以自動(dòng)關(guān)閉。另外，某些 MCU 正在引入直接存儲(chǔ)器存取功能，其可以在無(wú)需 CPU 干預(yù)情況下自動(dòng)處理數(shù)據(jù)。 最后，我們常常會(huì)誤解 mcu 處理效率。大家通常會(huì)認(rèn)為 16 位 MCU需要兩倍于 8 位 MCU的內(nèi)存，但是一個(gè) 16 位架構(gòu)實(shí)際上需要比 8 位架構(gòu)要少一些的代碼，而 16 位 MCU 一般會(huì)更快速地執(zhí)行任務(wù)。例如，8 位 MCU 需要 CPU 開(kāi)銷來(lái)管理具有 10 位 A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)或需要 16 位計(jì)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(gè)工作文件或累加器，其數(shù)據(jù)必須進(jìn)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(kāi)銷。表 1 說(shuō)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(shí)鐘情況下，16 位器件需要 6us 進(jìn)行傳輸，而 8 位器件則需要 24us。 選擇低功率 MCU是一項(xiàng)耗時(shí)、棘手的工作。如果花費(fèi)一些時(shí)間來(lái)了解可用產(chǎn)品選項(xiàng)的架構(gòu)特性，我們就能夠開(kāi)發(fā)出能滿足最苛刻功率預(yù)算的設(shè)計(jì)。
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RJDR8837 是一個(gè) H 橋驅(qū)動(dòng)器，可驅(qū)動(dòng)一個(gè)直流電機(jī)或其他設(shè)備諸如螺線管。輸出由RJDR8837 上的 PWM 接口(IN1/IN2)控制。具有低功耗休眠模式，采用 nSLEEP 使能。通過(guò)集成 H 橋驅(qū)動(dòng)管和 H 橋驅(qū)動(dòng)管控制電路到片內(nèi)，大大減少了電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的元件數(shù)量。此外，RJDR8837 增加了有效的保護(hù)功能:欠壓鎖定、過(guò)流保護(hù)和熱關(guān)斷。RJDR8837 為攝像機(jī)、消費(fèi)類產(chǎn)品、玩具和其它低電壓或者電池供電的運(yùn)動(dòng)控制類應(yīng)用提供了集成的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器解決方案。芯片能夠驅(qū)動(dòng)一個(gè)直流電機(jī)或其他諸如螺線管的設(shè)備。輸出驅(qū)動(dòng)器塊由H 橋 NMOSFET 功率管組成，以驅(qū)動(dòng)電機(jī)繞組。內(nèi)部的電荷泵產(chǎn)生所需的柵極驅(qū)動(dòng)電壓。 RJDR8837 能夠提供 高 1.1A 的輸出電流。它運(yùn)行在 0 至 11V 之間的電機(jī)電源電壓，以及1.8V 至 6.6V 的芯片電源電壓下。 RJDR8837 具有 PWM (IN/IN) 輸入接口。此接口與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)器件兼容。 提供過(guò)流保護(hù)、短路保護(hù)、欠壓鎖定和熱關(guān)斷功能。 RJGT101?是集成了?256 Byte?的?EEPROM（包含?16?Byte?的密鑰和?8Byte?的?UID） ，執(zhí)行?RC4?算法的加密芯片。 它與?MCU?可通過(guò)?RSD?單線串行接口通信， 芯片支持單向遞增計(jì)次功能。 RSD?單總線協(xié)議，標(biāo)準(zhǔn)速率20Kbps， MCU 只需有I/O功能進(jìn)行模擬時(shí)序即可通訊，RJG101支持睡眠模式，睡眠功耗小于300nA，支持寬電壓工作 2.4-5.5V。 RJGT101電子煙應(yīng)用防偽已在多個(gè)品牌客戶上進(jìn)行應(yīng)用，得到了該行業(yè)的一致認(rèn)可，在陸續(xù)出貨的同時(shí)，公司著眼客戶應(yīng)用痛點(diǎn)及優(yōu)化產(chǎn)品性能及BOM成本，我司已完善推出煙彈2線方案，未來(lái)會(huì)給行業(yè)防偽應(yīng)用帶來(lái)更好的應(yīng)用體驗(yàn)。 有關(guān)以上介紹RJGT101的應(yīng)用方案，更加詳細(xì)的方案細(xì)節(jié)以及其開(kāi)發(fā)資料，可以聯(lián)系銷售以及FAE，進(jìn)行咨詢。 由于篇幅原因，本期關(guān)于RJGT101的介紹到此為止，在未來(lái)會(huì)陸續(xù)的介紹RJGT101已經(jīng)大量商用的其他的方案，以及RJGT101詳細(xì)的開(kāi)發(fā)筆記，DEMO案例等。
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循序漸進(jìn)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(jìn)”模式，與功耗相關(guān)的很多指標(biāo)都不斷刷新記錄。我們?cè)谶x擇合適的超低功耗MCU時(shí)要掌握必要的技巧，在應(yīng)用時(shí)還需要一些設(shè)計(jì)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(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。
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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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傳感器無(wú)刷直流電機(jī)控制原理： BLDC電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)具有相同的頻率和轉(zhuǎn)速，因此是同步電機(jī)的一種。定子繞組可繞制成單相、兩相和三相，其中三相BLDC電機(jī)因輸出功率大、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小和效率高應(yīng)用廣泛。三相BLDC電機(jī)采用兩相順序通電模式產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，定子各相繞組的導(dǎo)通與否由轉(zhuǎn)子位置確定，以保證轉(zhuǎn)子能夠始終輸出轉(zhuǎn)矩。 由于取消了自動(dòng)換向的機(jī)械電刷，因此需要實(shí)時(shí)檢測(cè)轉(zhuǎn)子的空間位置，霍爾效應(yīng)傳感器因其較高的性價(jià)比和安裝方便被廣泛采用。對(duì)于兩相導(dǎo)通的三相BLDC電機(jī)來(lái)說(shuō)，每個(gè)電周期分成6個(gè)不同的通電區(qū)間，因此需要三個(gè)霍爾傳感器來(lái)進(jìn)行分區(qū)。 將三路霍爾傳感器的輸出接到RJM8L151的輸入引腳上，每一路電平的變化將會(huì)觸發(fā)中斷，在中斷服務(wù)程序中根據(jù)霍爾傳感器信號(hào)與相繞組導(dǎo)通關(guān)系來(lái)達(dá)到換向的目的。 RJM8L151通過(guò)中斷服務(wù)程序來(lái)進(jìn)行換相，在對(duì)電機(jī)電流的監(jiān)控上，電流信號(hào)由外部采樣及運(yùn)放電路送入ADC后由軟件程序來(lái)比較判斷是否過(guò)流并關(guān)斷PWM輸出，保護(hù)電機(jī)及電路系統(tǒng)。
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通過(guò)身份認(rèn)證來(lái)進(jìn)行l(wèi)icense授權(quán)，控制生產(chǎn)量 通過(guò)license授權(quán)是電子產(chǎn)品方案公司貫用的商業(yè)模式，通過(guò)授權(quán)控制生產(chǎn)量來(lái)實(shí)現(xiàn)收益。如何有效控制生產(chǎn)量，不擔(dān)心客戶破解產(chǎn)品造成方案公司的利益受損，需要有一套有效的管控方案。 ? ?方案公司把全套方案提供給客戶，包括PCB文件，HEX文件，元件清單和焊接圖的，但方案中用到一顆武漢瑞納捷RJGT102的加密芯片，方案公司設(shè)置64位的密鑰，不對(duì)客戶開(kāi)放，每生產(chǎn)一部產(chǎn)品就要用到一顆加密芯片，產(chǎn)品工作時(shí)需要認(rèn)證，通過(guò)后才能正常工作，否則不能正常工作或功能受限，從而能控制客戶的生產(chǎn)量，保證自己的收益。 RJGT102加密芯片在電子產(chǎn)品方案上的license授權(quán)的原理: 通過(guò)在PCB電路板上嵌入RJGT102加密芯片,并預(yù)先燒錄好64Byte認(rèn)證密鑰KEYD，然后在主機(jī)軟件中嵌入認(rèn)證程序,實(shí)現(xiàn)主機(jī)對(duì)芯片的認(rèn)證。 即便抄板者復(fù)制了PCB板，并且從存儲(chǔ)器中直接copy出了CPU的 binarycode將代碼燒錄進(jìn)被復(fù)制的存儲(chǔ)器中，由于燒錄的程序會(huì)不時(shí)的與RJGT102加密芯片進(jìn)行身份認(rèn)證，因?yàn)槌逭邿o(wú)法獲得廠商定制燒錄認(rèn)證密鑰KEYD的RJGT102加密芯片,認(rèn)證就無(wú)法通過(guò)，因此系統(tǒng)將無(wú)法運(yùn)行，產(chǎn)品在進(jìn)行代工生產(chǎn)的時(shí)候，可以通過(guò)控制燒錄認(rèn)證密鑰的RJGT102加密芯片數(shù)量來(lái)有效控制代工生產(chǎn)的出貨數(shù)量,保證方案公司的收益，也防假冒產(chǎn)品流入市場(chǎng)。