閔行超低功耗MCU批發(fā)
發(fā)布時間：2024-11-13 01:18:23
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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，在應用時還需要一些設(shè)計方向與思路才能夠更好的應用。 一、低功耗MCU的選擇方法 嵌入式微控制器 （MCU）的功耗在當今電池供電應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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方案簡介：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。當紅外額溫計對準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前環(huán)境溫度對傳輸?shù)臏囟葦?shù)字信號進行相應溫度補償處理，并把修正后的溫度作為當前記錄編號存儲，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。當超過30 秒不使用，自動進入低功耗模式省電。
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傳統(tǒng)的電子煙煙彈在結(jié)構(gòu)設(shè)計上只有兩個觸點與煙桿連接，煙桿主板電路通過這兩個觸點向煙彈的發(fā)熱絲提供驅(qū)動電流來加熱煙油達到霧化的效果。為了阻止盜版煙彈對品牌商和用戶的利益損害，在煙彈中增加可識別的加密芯片成為品牌商家們的共識，但問題是如何在小巧精密的煙彈中增加電路板和讀出接口？能否既不改變煙彈外觀、又不影響霧化室和氣流通道的正常工作是所有工程師追求的設(shè)計訴求！ ?瑞納捷半導體推出的RJGT101D6加密芯片是通過1-Wire總線提供能電能和數(shù)據(jù)的單總線芯片，主機系統(tǒng)只需要連接RSD（單總線）和GND（地）即可與RJGT101D6進行雙向交互認證。這就意味著利用現(xiàn)有煙彈的兩個觸點連接RJGT101D6，實現(xiàn)與煙桿主機的數(shù)據(jù)通信和電能傳輸，不增加觸點不改變煙彈外觀的愿望是有可能實現(xiàn)的！經(jīng)過瑞納捷工程師們的多方論證和反復試驗，終拿出了一個低成本的可行解決方案，經(jīng)實測該方案有如下特點： 1.無需改變傳統(tǒng)的兩觸點的煙彈外觀（不增加觸點、不改變氣道）。 2.無需機械防呆，煙桿主機可自動識別煙彈正插、反插。 3.煙桿主機與煙彈加密芯片可雙向數(shù)據(jù)交互和雙向身份認證。 4.煙彈霧化器發(fā)熱絲的工作和加密芯片的工作互不影響。 5.方案成本低，煙桿主機只需7個普通MOS管，煙彈內(nèi)只需1個普通MOS管。
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因為RJGT101D6的RSD腳既是電源輸入腳又是數(shù)據(jù)通信腳，當它做為數(shù)據(jù)通信腳時需要外部上拉電阻才能輸出高電平，所以我們在2個上橋臂上增加1個公用的2.2KΩ上拉電阻后到電源VCC。發(fā)熱絲工作時需要1A以上的電流，不能用有上拉電阻的H橋來驅(qū)動，因為上拉電阻會限制輸出電流，需要另外設(shè)計2個上橋臂，也就是圖中的MOS5和MOS6。當發(fā)熱絲需要工作當時，MOS5或者MOS6導通，電池電流直接驅(qū)動發(fā)熱絲，通過下橋臂MOS2或者MOS4流入到GND。 ? ?上一章中提到，我們將煙彈內(nèi)部的發(fā)熱絲和加密芯片RJGT101D6采用串聯(lián)連接。因為只有RJGT101D6是由極性的，我們考慮設(shè)計一個單向旁路電路與RJGT101D6并聯(lián)，實現(xiàn)RJGT101D6正向工作反向旁路的效果。經(jīng)過驗證我們選用了P-MOS管設(shè)計單向旁路電路，當然也可以用N-MOS管。但不能用二極管，因為二級管的正向?qū)▔航荡笥?.3V，相當于給RJGT101D6提供了負0.3V的工作電壓，這會導致其損壞。事實上很多邏輯芯片的工作電壓都不能小于負0.3V。發(fā)熱絲和RJGT101D6不能并聯(lián)也是出于過高的負電壓會損壞RJGT101D6考慮的，因為發(fā)熱絲的瞬時壓降會到達3V以上。
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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公鑰進行解密，反之使用公鑰加密的密文也只能用對應的私鑰進行解密。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。