基于MSP430的超低功耗工业传感器技术-中篇

这里刚才谈到了就说我们430 可以大概实践三方面的功能 这里就是一个简要的一个示意图 来介绍一下就说430单片机是 如何或者我退一下就是单片机这一类产品 不仅包括我们430也包括 我们其他厂商所出品的单片机 它在实现传感节点 它大致会做 哪些的工作 大概具备哪些功能 首先这一块我刚才提到了 用到我们单片机上面的 例如AEC 例如放大器 运放 来做一些信号的调理功能第二部分 就是我们的CPU 我们430是 一个我们自己内核的六位的CPU 现在市面上也有很多ARM CPU 但所有的CPU在 工业传感节点上做一个处理数据存储 数据的这样一个功能那第三部分 我们会有一些传输的通信的功能 刚才也有所介绍那它这些传输的功能 也会用到我们单片机上面的 一些外设例如我们的DAC 例如我们 放大器 我们430家里打的信息 它的强项是什么 就是我们的 可能我不知道大家有多少人之前 是用过430的 或者是有了解430 我们430的产品大概分成两类 我看到大家接触的不多 我大致的 介绍一下我们430的产品是有什么样的 我们430最早期的产品是Flash 就是我们的存储 这也是市场上你所能 买到的 你所能见到的最多的一种 种类就是我的存储 存储器是Flash 我们在这之后近几年我们又推出 基于FRAM也就是基于我们铁链 传输的单片机 没有存储的单片机 我们铁链的好处就是它更低功耗 并且更加的擦写次数更加的多 我们擦写次数更多另外我们擦写时间可以更短 我们FRAM也是一个存储器 对于工业传感器的应用是非常 贴切适合的 这个怎么讲 大家都知道 我们的传感器有可能是每一秒 或者是每零点五秒都会去 读取一下我们 生产线上的状态 那我们就需要频繁 的擦写存储器 我们的FRAM就比较 适合这一类的应用这是我们认为 比较重要的一个特点 好 现在我们 进入第二部分 就是我们认为在工业 深化设计的过程中大家可能会 遇到哪些挑战 我们430是如何 帮助大家克服这些挑战去解决 这些问题的 首先第一个挑战 就是能量 怎么理解 大家都会觉得 很奇怪像工业自动化控制一般 都是靠交流电或者是交流电整流下来的电 来供电的 按理说 是不需要低功耗的 但是我们看到的是 刚才我提到了4到20毫安的这个 电流管 它的标准就是我最大的一个 可以我传输线上所能负载的电流 是有限的 它并不是说我虽然是用 两根电线给供电就可以无限量的 蓄电 这也不是这也是不可能的 这也很好理解 大家可以想象一下 一个生产线一个工厂上面肯定是 有千千万万的节点 这千千万万个 节点都连接到我的两根供电线上 如果我不对每一个传输节点的 就是负载的能力加以限制的话 势必对我这两根取电线的负载 能力要求是无限大的 那在这个基础上 我们看到如果能把每一个节点 的功耗做到尽可能的低 也就 意味着你可以加载更多的节点 我们假定电线的负载能力是 一定的情况下 这个挑战也就是 我们430的强项 可能熟悉 430的朋友知道430最大的 卖点或者是最受大家推崇的一点 就是低功耗这个特点 我们430 从设计的初始就是以低功耗著称 所以我们低功耗的一个单片机 就非常适应这种传感器 因为它对 低功耗是有一定的要求的 第二个 我们第二个要面对的困难就是 工业设计是一个比较精密而且对稳定性要求比较高的应用 那很多用户在设计工业设计的时候 觉得比较的复杂 比较的繁琐 并且 不知道该如何入手 我们是推出了 一系列的TI Design可以帮助大家更快的 更方便的入手 那我后面会具体的介绍 第三块的内容是我们430的单片机内部集成了 非常多的模拟的外设例如运放 例如DAC/ADC比较器 参考源这一系列的 模拟的外设都是能够有效地帮助 大家节省板上的外部的一些模拟细节 第四块的话是我们430 提供一套完整的产品线 非常全的 产品线来给大家做一个选择 这里的话 大家到中午也比较饿了 字也比较多 我就不一一念了我就简单的过一下 首先第一个之前已经提到了 我们的工业设计上是需要信号调理的 我们的单片机内部是有一些模拟外设 帮助你做信号的调理 第二块 例如是我们提供一个ADC 能够帮助你们做一些数模的转换 第三块的话是我们有一个高精度 的Sigma Delta的ADC 它主要 是做一些高精度的材料 典型的 应用是例如 压力传感器和我们的 一些高精度的传感器节点 然后 第四块是我们不光有ADC 我们还有DAC 在一些需要DAC调制或者是需要提供一些DAC参考源的应用 是非常有帮助的 然后再往下就是我们 还有参考源 比较细 然后高精度的 高精度的是高精度的计时器 定时器来做一些电机控制 最后的话 是我们的单片机集成了 LCD这样一个外设就是可以 做一些显示 当然这也不一定所有的传感器节点 都需要显示 但我们是有一些 产品可以帮 如果你需要显示 我们是集成了段式的LCD外设 好 下面我进入第三部分也就是今天 的最后一部分 我大概的把我们 目前TI已经做出来的TI主件 我们已经做出来的参考设计给大家 做一个简单的介绍 具体的内容 我不会讲 我只是介绍一下大概的 特例 然后下一轮如果大家在实际的工作中有 类似的应用可以拿过来参考这些所有的材料 在TI的官网上面都有 我这里是 做一个简单的介绍 首先我已经 刚才也大致简单的说过了 是我们 4到20毫安的电流环通信 本质上 这里看到 本质上它是一个模拟通信 然后它对功耗的要求是 每一个节点最大能给3到3.5毫安 的一个电流给你用 不是无限大的 我之前提到430低功耗的特性是很适合这个应用的 这个就是我简单的一个我们 做出来的4到20毫安的一个 参考设计的一个介绍这个设计大家只要 记住一个特点就行了这个比我们 这个设计适用的是单片机内部的 PWM调制 然后通过驱动单片机 内部的OPA来做4到20毫安电流环的通讯 相对应的 还有另外一种实现方式也供大家参考 第二种是如何实现的它第二种这也是 一个单片机但是第二种我做4到20毫安 的电流环是靠外部的 一个DAC的芯片 都是分立的 芯片来实现的 那两者之间是 有些许差别的前者是本质上是靠PWM PWM加上OPA 来模拟的功能 第二个设计我就 用一个实际的代表来做这样一个 4到20毫安的调试 两种方法都可以 大家根据自己的设计需要还有 自己的成本考虑来选择