懷柔低功耗MCU廠家
發(fā)布時間：2022-09-14 02:04:13
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傳感器無刷直流電機控制原理： BLDC電機定子和轉(zhuǎn)子磁場具有相同的頻率和轉(zhuǎn)速，因此是同步電機的一種。定子繞組可繞制成單相、兩相和三相，其中三相BLDC電機因輸出功率大、轉(zhuǎn)矩脈動小和效率高應(yīng)用廣泛。三相BLDC電機采用兩相順序通電模式產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，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。 由于取消了自動換向的機械電刷，因此需要實時檢測轉(zhuǎn)子的空間位置，霍爾效應(yīng)傳感器因其較高的性價比和安裝方便被廣泛采用。對于兩相導(dǎo)通的三相BLDC電機來說，每個電周期分成6個不同的通電區(qū)間，因此需要三個霍爾傳感器來進行分區(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觸發(fā)中斷，在中斷服務(wù)程序中根據(jù)霍爾傳感器信號與相繞組導(dǎo)通關(guān)系來達(dá)到換向的目的。 RJM8L151通過中斷服務(wù)程序來進行換相，在對電機電流的監(jiān)控上，電流信號由外部采樣及運放電路送入ADC后由軟件程序來比較判斷是否過流并關(guān)斷PWM輸出，保護電機及電路系統(tǒng)。
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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(dāng)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(dāng)發(fā)熱絲需要工作當(dāng)時，MOS5或者MOS6導(dǎo)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(dāng)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(dāng)于給RJGT101D6提供了負(fù)0.3V的工作電壓，這會導(dǎo)致其損壞。事實上很多邏輯芯片的工作電壓都不能小于負(fù)0.3V。發(fā)熱絲和RJGT101D6不能并聯(lián)也是出于過高的負(fù)電壓會損壞RJGT101D6考慮的，因為發(fā)熱絲的瞬時壓降會到達(dá)3V以上。
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鑒于物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備對功耗和安全問題的迫切需求，瑞納捷電子推出了RJM8L151系列是超低功耗安全MCU，非常適用于電池供電的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備。RJM8L151系列不僅具備出色的運行和待機功耗表現(xiàn)，還內(nèi)置了硬件真隨機數(shù)發(fā)生器和AES/DES/SM4硬件加密引擎。集成12位高精度逐次逼近型ADC和2通道的多功能比較器，對物聯(lián)網(wǎng)傳感器的高精度、實時檢測極為有益。RJM8L151豐富的外圍接口使擴展各種通信模塊、功能模塊更加方便。RJM8L151基于增強型哈佛架構(gòu)的CPU內(nèi)核和多級流水線指令系統(tǒng)，相同時鐘頻率的處理性能是傳統(tǒng)8051的3倍，采用Keil uVision或IAR集成開發(fā)環(huán)境開發(fā)調(diào)試應(yīng)用代碼。RJM8L151系列安全MCU的硬件框圖如圖2所示。 RJM8L151的正常工作電壓范圍是1.62V到5.5V,非常適合2節(jié)、3節(jié)干電池直接供電，省掉額外的LDO電路，另外RJM8L151低至0.35uA的待機電流，既能保持內(nèi)部RTC的正常計時，又能保持SRAM數(shù)據(jù)不變，該性能可大大減小系統(tǒng)對電池容量尺寸的要求。RJM8L151具有6種電源管理模式，通過裁剪時鐘樹的方式關(guān)閉時鐘來實現(xiàn)不同需求的功耗。一般情況下使用內(nèi)部低速時鐘就可以完成對外部中斷的響應(yīng)，同時又可以保持很低的功耗，這是同類MCU無法做到的。另外，RJM8L151從低功耗狀態(tài)喚醒小于5us，可以實現(xiàn)快速睡眠快速喚醒低占空比工作，這又極大的降低了系統(tǒng)功耗。
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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(xì)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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隨著社會發(fā)展向著數(shù)字化和信息化邁進,人們工作交流的方式正與時俱進的朝著越來越智能的方向發(fā)展，高清視頻會議正應(yīng)網(wǎng)絡(luò)時代的進步開始了領(lǐng)銜會議通信的發(fā)展時期，給用戶帶來了的更高品質(zhì)的服務(wù)體驗。高清視頻會議終端產(chǎn)品是高清視頻會議實現(xiàn)的重要組成部分，下圖是基于RJGT102的視頻會議終端的保護方案框圖。 ? 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，企業(yè)每年因為盜版軟件和硬件導(dǎo)致的收益損失超過數(shù)百億美元。在大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的時代中，無論是打印機、智能終端、醫(yī)療設(shè)備、無人機、廣告機企業(yè)，還是熱門的消費電子企業(yè)，或者是打印機耗材、醫(yī)療耗材、電池和配件企業(yè)，他們投入了大量的時間、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)濟損失。 如何才能保護企業(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行。第二，將公司的核心固件存放在加密存儲器中。第三，在核心固件升級過程中進行加密。 RJGT102采用了SHA256對稱加密算法，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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另外，如果 MCU時鐘系統(tǒng)為外設(shè)提供多個時鐘源的話，當(dāng) CPU 處于睡眠狀態(tài)時外設(shè)仍然可以運行。例如，一次 A/D 轉(zhuǎn)換可能需要一個高速時鐘。如果 mcu 時鐘系統(tǒng)提供獨立于 CPU 的高速時鐘，CPU 就可以在 A/D 轉(zhuǎn)換器運行情況下進入睡眠狀態(tài)，從而節(jié)省 CPU 耗流量。 事件驅(qū)動功能與時鐘系統(tǒng)的靈活性并存。中斷會使 mcu 退出低功耗模式，因此，MCU的中斷越多，其防止浪費電流的 CPU 輪詢與降低功耗的靈活性就越大。輪詢意味著進行與不進行功耗預(yù)算之間存在差異，因為它在等待出現(xiàn)事件時會浪費CPU 帶寬并需要額外電流。一個好的低功耗 MCU 應(yīng)具有充分的中斷功能，為其所有外設(shè)提供中斷，同時為外部事件提供眾多外部中斷。 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)。 大多MCU 具有集成的掉電保護功能，當(dāng)電源低于正常操作范圍時其可以復(fù)位 MCU。通常會提供啟動或關(guān)閉掉電保護以節(jié)省功耗的功能，但是必須在整個過程中都使掉電保護功能置于可用狀態(tài)，因為掉電是不可預(yù)測的。某些 MCU需要70uA 的電流來實現(xiàn)掉電保護。在只需要 45uA 平均電流的應(yīng)用實例中很明顯可以不考慮這些 MCU。----在選擇低功耗 mcu 期間有時會忽視漏電流，但是，在苛刻的低功耗應(yīng)用中則必須考慮到漏電流。大多改進后的低功耗 MCU都具有 1uA 的限定輸入漏電流。在 20 輸入器件中，它可能會消耗 20uA！針對低功耗設(shè)計的新 MCU具有高50nA 的漏電流。