MCU

MCU是Microcontroller Unit(微控制器单元)的缩写,它是一种集成了中央处理器(CPU)、存储器(ROM、RAM)、输入/输出端口(I/O)、定时器(Timer)、串行通信接口(UART、SPI、I2C等)和其他外围设备控制器的单个芯片。MCU通常用于嵌入式系统中,用于控制各种电子设备和系统。

由于其集成度高、体积小、功耗低以及成本相对较低等特点,MCU被广泛应用于各种嵌入式系统中,例如智能家居设备、医疗设备、汽车电子系统、工业自动化等。MCU的选择通常基于应用的需求,如处理性能、功耗、外设接口等因素。

我们正处在一个数智全互通的时代,在家里、在路上、智能工业,无处不在的低功耗短距离无线技术,应用领域广泛、场景复杂。适用于短距离通信的2.4GHz技术应用对无线微控制器芯片的集成度、功耗、性能、安全性等有较高要求。

STM32 新一代无线微控制器 — STM32WBA无线MCU系列,支持多种无线通信协议和标准,传承了 STM32U5 微控制器的超低功耗优异特性、具有更强安全性。它将助力开发者提高近距离无线产品传输性能,加快产品上市。

适用于短距离通信的2.4GHz/BLE技术应用可分为两类,点对点或一对多设备蓝牙通信(蓝牙技术或者2.4G私有协议实现)和组网通信(蓝牙MESH实现)。这两种应用场景均对无线微控制器芯片的集成度、功耗、数据处理速度等方面提出了较高的要求。随着信息安全的重要性和必要性被广泛重视,在无线SoC中强化安全性能成为必然。

STM32通过三个产品子系列完整布局2.4GHz短距离应用场景:

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  • STM32WB0系列(原BlueNRG SoC):基于Arm® Cortex®-M0+的蓝牙低功耗无线单核芯片;

  • STM32WB系列:无线双核微控制器,Cortex®-M0+内核运行无线协议栈,Cortex®-M4内核运行应用程序;

  • STM32WBA系列:基于Arm® Cortex®-M33 内核,采用TrustZone技术的单核无线微控制器。

新一代无线微控制器STM32WBA系列在集成度、性能、功耗、安全性等方面可满足开发者的全方位需求。

继承STM32U5的超低功耗架构

STM32WBA无线MCU系列基于 40nm 工艺,传承 STM32U5 的超低功耗架构,具有出色的性能功耗比。

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STM32WBA支持自主低功耗模式,超低功耗射频。即便在系统休眠的情况下,也可借助LPDMA实现外设和存储的读写访问,使得 STM32WBA 节能效果出色,唤醒速度更快。

高级别安全性,守护用户信息安全

在物联网硬件设备开发中,开发者面临的安全要求越来越高。嵌入式系统的安全性能已成为产品的核心竞争力。

STM32WBA 无线 MCU系列将通过 SESIP 3级认证和 PSA 三级认证,可帮助开发者简化开发流程、缩短产品上市时间。这也是ST推出的可满足这一需求的首款无线微控制器。


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STM32WBA 系列具有多种安全保护功能,如防止非法访问的存储器保护功能、提高硬件安全防御能力的加密功能、在产品生命周期内保护设备的平台保护功能、以及代码隔离功能;同时还提供STM32TrustTEE TF-M、安全启动和安全更新、安全固件安装、NIST – CAVP认证加密软件库等一揽子安全服务。

更强的无线性能带来更好的用户体验

STM32WBA无线系列具有更强的无线性能,不仅可支持多种通信协议,还具备高达+10 dBm的输出功率。

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✦ 新品STM32WBA55是 STM32WBA无线MCU系列首款支持多种无线通信协议和标准的微控制器

  • 主频高达100MHz,基于Arm®  Cortex® -M33内核,CoreMark跑分为407分,确保高效的应用处理能力;

  • 支持多协议: Bluetooth® Low Energy 5.4, 802.15.4、Zigbee, OpenThread等协议和Matter标准,产品的易用性和传输体验更好;

  • 高输出功率+10 dBm,支持低功耗模式,传输距离更远,不易断网,提高设备可靠性和稳定性,不仅扩展了通信范围,同时提升通信效率;

  • 超低动态功耗(当时钟周期是100MHz时,功耗仅为 30 µA/MHz),通过设备通信广播扩展来延长电池寿命。

支持BLE音频连接,实现更丰富的聆听体验

近10年来,蓝牙在音频领域最大的技术革新便是从点对点传输的经典蓝牙模式(Classic Audio)到低功耗蓝牙(LE Audio)规格的完成。低功耗蓝牙(LE Audio)不仅使高音质真无线耳机成为现实,而且将带来各种全新的音频用例,实现更丰富的聆听体验。Auracast™广播音频便是其中之一。

LE Audio是新一代蓝牙音频传输协议,基于低功耗蓝牙BLE无线通信,其主要特点有:超低功耗,高音质、 支持多重串流音频和Auracast™广播音频。Auracast™广播音频是蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)推出的全新音频分享消费品牌,使智能手机、笔记本电脑、电视和公共广播系统等音频发射器能够向附近不限数量的扬声器、耳机和助听器等蓝牙音频接收器广播音频。

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在 BLE 蓝牙音频连接中,STM32WBA 不仅支持“单播”,还支持“Auracast 广播”,通过广播模式,为用户带来全新的共享音频体验;它发射功率高达+10 dBm,传输距离更远,不易断网,提高设备可靠性和稳定性,不仅扩展了通信范围,同时提升通信效率。

STM32WBA:一款多用途产品

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高处理性能和可扩展外设使STM32WBA可广泛应用于工业控制、医疗和消费电子、智能家居等多种智能化场景。

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完善生态系统,简化设计过程

ST为STM32WBA系列提供完善的软硬件生态,全面支持和集成Bluetooth® Low Energy 5.4 、Zigbee、Thread 协议栈。

在硬件方面,ST为STM32WBA5提供的开发板包括STM32WBA55G-DK1探索套件和NUCLEO-WBA55CG开发板,用户可基于Arduino连接的开发套件,探索STM32WBA的各种应用。

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在软件方面,通过STM32CubeWBA(连接 + 示例 + 外设)、STM32CubeMX (代码生成 + 功耗计算)、STM32CubeMonRF和STM32CubeProg等软件,简化设计过程。STM32CubeMX 集成先进的射频协议栈,STM32CubeMonRF带来先进的QoL 功能;ST还提供专注解决实际应用需求的手机应用和在STM32 Hotspot GitHub 上的开放资源。

来源:STM32

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随着互联网、物联网以及人工智能技术的飞速发展,智能家电行业正迎来创新浪潮。消费者对便捷、舒适生活的追求,极大促进了智能家电的普及。据中商产业研究院市场研究报告预测,到2024年,中国智能家居市场规模将达到137亿元。

智能家电技术的创新离不开高性能、高可靠性元器件及方案的支撑。2024年4月25日,第19届(顺德)家电电源与智能控制技术研讨会在佛山隆重召开,吸引了众多智能家电领域的元器件厂商、终端企业、研发工程师齐聚一堂,共同探讨智能家电的芯未来。

作为全国产智能家电MCU领域的专精特新小巨人企业,爱普特微电子也受邀参加此次活动,并在活动上作了《全国产RISC-V MCU助力智能家电产业全芯升级》的专题分享,详细介绍了爱普特在智能家电领域的创新技术、高可靠全国产MCU产品、热门量产芯应用等成果。

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电容式触控技术(Touch Key)对智能家电产品具有重要的意义,它不仅提升了产品的易用性和用户体验,还推动了家电行业向智能化、高端化方向发展。

爱普特全系列RISC-V智能家电MCU产品均配置了Touch Key功能,且经过多项严苛测试标准,如CS动态10V、EFT+-4KV、ESD空气15KV、接触8KV、对讲机5W测试,保证了产品的稳定性和可靠性。还支持150K~3MHz宽频扫描、滑环滑条级数可达255级,满足用户多样化需求。此外,爱普特全国产MCU touch功能还支持低功耗模式,并基于扫描值偏差自动唤醒CPU,有效降低产品能耗。

为了提高客户产品研发效率,缩短产品落地时间,爱普特还可提供通过国标IEC60730软件认证的通用类自检程序以及OTA升级demo。

目前爱普特已推出多系列全国产MCU产品,广泛应用于智能家电领域,并已获得亿级出货的商业验证。会议上爱普特表示,近期还将推出一款全新RISC-V 32位MCU产品——APT32F104,该产品具备宽电压1.8-5.5V,工业级别温度-40~105℃及超高抗干扰能力等特点。同时还配置了touch功能、多达26个触摸通道,不需要外挂C0电容,触摸唤醒功耗低至10uA及大空间Flash。该产品的发布将进一步丰富爱普特在高性能、高可靠性智能家电领域芯布局。

在展示区域,爱普特展示的全国产高可靠MCU产品及热门的量产应用方案吸引了众多参会企业及工程师的关注,并在展台前展开了热烈交流与讨论。

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未来,爱普特将持续深耕智能家电行业,以更优质的产品、领先的技术和创新的方案,推动智能家电行业的创新与发展,为广大终端客户带来更为智能、便捷的生活体验,助力智能家电产业全新芯升级!

来源:爱普特微电子

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“新时代 新汽车”,4月25日,2024北京车展盛大开幕,芯旺微电子携用于汽车中高端应用场景的芯片及搭载KungFu车规级MCU的底盘零部件展品亮相北京车展及同期活动现场。

王牌产品KF32A158闪耀中国芯

在中国国际展览中心顺义馆的中国汽车芯片联盟中国芯展区(展位号:E1-W03),芯旺微电子的王牌产品KF32A158在控制类展区展出,展出时间为4月25日-5月4日共10天。KF32A158的推出标志着自主独立的KungFu内核32位MCU在汽车中高端应用场景的重大突破,逐步构建符合汽车功能安全标准的中高端产品阵营,可满足更高功能安全等级的汽车场景使用需求,意味着国产汽车芯片的产品矩阵已逐步完善,可实现低、中、高端产品线的全方位覆盖,一经推出便受到车厂和Tier 1的高度关注和一致好评,已在多个汽车项目中完成验证。

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KF32A158核心亮点 

符合ASIL-B汽车功能安全等级

主频:120Mhz

Flash:2048KB  

RAM:256KB  

外设资源:3*CAN-FD、256AES、4*USART(LIN)、 3*SPI(I2S)、 3*IIC

Grade 1级工作温度范围

封装:LQFP176/144/100/64

工作电压:2.7~5.5V

应用场景:车身控制系统、车灯控制系统、仪表控制系统、热管理控制系统以及区域车身域控系统等。

底盘动力域应用全面开花

4月24日,北京车展同期的2024新时代汽车国际论坛暨汽车半导体行业峰会火爆开场,汽车圈+Tier1+芯片圈三重王炸聚合,全产业链覆盖,深度链接汽车和半导体。在峰会现场的展台区,芯旺微电子展出了多款搭载KungFu 32位车规级MCU的底盘域汽车零部件展品,已在多个主机厂的不同车型量产上车,为中国智能底盘的技术变革和转型升级注入了国产车规芯片技术的强劲动力。

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应用场景:ABS/ESC

推荐型号:KF32A150MQV

Flash:512KB

RAM:64KB

主频:120MHz

外设资源:3个ADC模块42个通道、2个ECCP、11个CCP 4个USART、2个SPI、2个IIC、2个CAN2.0、CFGL、RTC

工作电压:2.0~3.6V

封装:LQFP100

应用场景:EPS

推荐型号:KF32A146KQS

Flash:256KB

RAM:48KB

主频:72Mhz

外设资源:1*CAN-FD(兼容CAN2.0)/1*CAN2.0/2*USART(LIN)/2*SPI(I2S)/2*IIC/增强型ECCP高精度EPWM/1路独立ADC/12bit DAC/4路CMP/ECFGL可编程逻辑门控制单元/CRC32/CRC16的数据校验/AES128硬件加解密单元

封装:LQFP48 

应用场景:EPB

推荐型号:KF32A156MQT

Flash:512KB Flash

RAM:64KB

主频:120MHz

外设资源:定时器、PWM、ADC、CAN2.0、CRC、DMA、CMP

工作电压:2.7~5.5V

封装:LQFP64 

KungFu MCU不仅在底盘域有优异的表现,在动力域中也有大量项目量产上车。

应用场景:空调压缩机

推荐型号:KF32A140INP

Flash:128KB

RAM:32KB

主频:48MHz

外设资源:3个ADC模块15个通道、1个ECCP、 2个USART、2个SPI、3个IIC、1个CAN2.0、CFGL、RTC

工作电压:2.0~3.6

封装:QFN32 

应用场景:水泵

推荐型号:KF32A146IQS

Flash:128KB

RAM:32KB

主频:72MHz

外设资源:1个ADC模块36个通道、1个ECCP、 2个USART、2个SPI、2个IIC、1*CAN-FD、1个CAN2.0、CFGL、RTC、AES128

工作电压:2.7~5.5

封装:LQFP48 

应用场景:车载充电机

推荐型号:KF32A140IQS

Flash:128KB

RAM:32KB

主频:48MHz

外设资源:3个ADC模块23个通道、1个ECCP、4个USART、2个SPI、3个IIC、2个CAN2.0、CFGL、RTC

工作电压:2.0~3.6

封装:LQFP48

截止目前,芯旺微电子KungFu车规级MCU推出型号超60款,入工信部汽车芯片目录42款,出货量突破1亿颗,已被二十多家知名汽车品牌选用,覆盖近百款车型,应用领域从车身域和座舱域,逐步延伸到智驾域、底盘域和动力域,覆盖大部分汽车应用场景。KungFu 独立内核生态的车规级MCU规模化效应逐步显现,2023年公司营收实现稳步增长。后续芯旺微电子将继续发挥技术创新作用,通过自研KungFu内核的独立生态优势,构筑自主可控的国产车规芯片技术护城河,助推汽车产业链国产化高质量发展。

来源:芯旺微电子

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一、产品简介

赛元微新推出了大资源高工规的32位M0+内核MCU——SC32F12系列,是赛元现有Arm Cortex®-M0+产品组合的向上拓展,能够为您的设计提供三大优势,大资源,高性能和快速开发。SC32F12 内置了触控高灵敏度触控电路,集成了LIN收发、轨对轨OP,专门针对大资源超强抗干扰的MCU应用,适合于各种大小智能家电,智能家居,物联网,工业控制,健康医疗,汽车电子等应用领域。

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运放(OP)

  • 一个Rail to rail的运放

  • 可配置为PGA模式:

    同相输入增益:8/16/32/64

    反相输入增益:7/15/31/63

  • 输出端可直接接入ADC

  • 输出端可直接计入CMP正端

LIN通信口:

  • UART2支持标准的LIN通信协议:

    主从模式可切换

    支持主机模式下硬件break发送(10/13bits)

    支持从机模式下硬件break发送(10/11bits)

    支持从机模式下波特率同步

    提供相关中断/状态位/标志位

高灵敏度触控电路(TK)

  • 通道可以并联扫描

  • 支持自电容方案和互电容模式

  • 支持低功耗模式

  • 支持快速唤醒STOP Mode

  • 可适应隔空按键触摸、接近感应等对灵敏度要求较高的触控应用

  • 全套开发支持:高灵活出库软件库、智能化调试软件

二、产品主要资源

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SC32F12系列主频高达64Mhz,128K-512KBytes Flash, 16K的SRAM,2.0-5.5V宽范围工作电压,-40℃-105℃工作温度,28-48pin引脚,同封装下SC32F12和赛元8051系列产品管脚兼容相互pin to pin。SC32F12 Flash增加到了512K,非常适合需要运行操作系统,或者需要搭建软件平台的应用。

SC32F12集成了丰富的高精度模拟外设,内置39路全新高灵敏度触控电路,集成18通道14位高精度ADC,支持2路轨对轨的OP,支持2路比较器。

SC32F12集成了更丰富的串行口资源,6个UART,3个SPI,2个TWI,UART/SPI/TWI都可以提供多路端口映射,为您的设计提供更多的选择;同时SC32F12集成了8路16位增强型的PWM,8个16位定时器可以输出PWM,32路LEDPWM可以应用于呼吸灯、调光等场景;32F12 PWM还可以支持更低频率的分频,最低可到1Hz以下的分频输出,适用于比如遥控器、陀螺仪等需要PWM低频输出的应用。

SC32F12系列作为工业级MCU集成了一路完整的LIN接口,应用上可以拓展到工控、汽车、健康医疗等需要LIN接口的应用。

SC32F12T触控MCU

SC32F12T内置了39路全新高灵敏度触控电路,支持通道并联扫描,多个通道在芯片内部并联实现低功耗唤醒,可以实现更低功耗,同时提升了电容动态检测范围和灵敏度,可以让您轻松应对复杂机型的设计,降低方案设计难度。

SC32F12作为触控MCU具有极佳的触控按键性能,配合其出色的抗干扰性能,可适用于各种方案的触控按键和主控控制,应用范围覆盖白电,厨电,各种大小智能家电,智能家居,物联网,工业控制,健康医疗,汽车电子等应用领域。

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SC32F12G通用MCU

SC32F12作为通用MCU可在任何通用场景使用,支持2路轨对轨的OP,放大倍数可以灵活调节,也可以配置为PGA模式节省反馈电阻和IO资源,为您提供更加灵活的设计,可以适用于一些小信号的检测等应用。

SC32F12具有高性能及高可靠性,支持2.0-5.5V宽范围工作电压,可在-40℃-105℃环境温度下运行,具备良好的ESD性能及EFT抗干扰性能;提供ISP、ICP和IAP多种程序升级方式,方便您在板调试及升级程序。

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三、配套工具

SC32F12在硬件和软件上都提供了开发配套,在硬件上提供了开发板帮助您快速的熟悉和掌握SC32F12的特性;在软件上支持Keil MDK及IAR IDE平台,配合赛元的易码魔盒,能够通过可视化的工具自动生成代码工程,最大限度的简化您的工程复杂度,缩短产品开发周期。

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来源:赛元MCU平台

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4月25日,兆易创新(GigaDevice)与业界领先的嵌入式软件开发工具供应商塔斯金信息技术(上海)有限公司(以下简称TASKING)签署战略合作协议,双方将在GD32车规级MCU芯片开发工具领域展开深度合作,助力用户在保持功能安全合规性的同时加速产品开发周期,推动汽车电子应用方案的快速落地。

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兆易创新汽车产品部负责人何芳

与TASKING首席技术官Christoph Herzog合影

TASKING公司于1977年创立于荷兰。创立之初,公司建立了以编译器为核心的丰富产品线,由于其提供的开发工具在性能、功能安全等方面优势显著,所以被汽车制造商和世界上最大的一级供应商等公司广泛采用。编译器产品支持主流MCU平台,关键的TASKING VX-toolset for Tricore / TASKING VX-toolset for ARM编译器产品均获得TÜV Nord颁发的功能安全认证证书。2022年收购专业调试器公司iSYSTEM后,TASKING公司正式进入专业调试器领域,可以为客户提供嵌入式软件开发工具一站式服务,以实现在车规级/高安全等级应用程序的快速开发。

依托卓越的技术研发实力,兆易创新正迅速推进汽车电子行业的市场布局,现已成功打造了一系列高可靠性车规级MCU与存储产品。GD32A5系列车规MCU在车身控制、车用照明、智能座舱、辅助驾驶及电机电源等多种场景中广泛应用。新推出的GD32A490系列高性能车规级MCU以高主频、大容量、高集成和高可靠等优势特性紧贴汽车电子开发需求,广泛适用于BCM车身控制系统和智能座舱系统。此外,车规级GD25/55 SPI NOR Flash和GD5F SPI NAND Flash系列存储产品全球累计出货量已达1亿颗。同时,兆易创新高度重视汽车芯片管理体系的构建和完善,已通过ISO 26262:2018汽车功能安全最高等级ASIL D流程认证。

TASKING首席技术官Christoph Herzog表示:“我们对兆易创新在技术研发和市场拓展领域的实力印象深刻,GD32车规级MCU的产品发展路线与TASKING的发展规划高度契合,双方拥有坚实且广泛的合作基础。TASKING高度重视中国市场,非常期待与兆易创新接下来的合作。”

兆易创新汽车产品部负责人何芳表示:“作为全球汽车嵌入式软件开发工具的先行者之一,TASKING所提供的开发工具具备高性能、高质量、以安全为导向的优秀特质,双方之间的密切合作将有助于进一步丰富兆易创新车规MCU的开发生态资源。未来,兆易创新还将为更广泛的全球客户带来高品质的车规芯片产品。”

关于TASKING

TASKING是一家全球领先的嵌入式软件开发工具供应商,TASKING的开发工具被汽车制造商和零部件供应商用于安全关键领域的高性能应用的开发。公司成立于1977年,总部位于德国慕尼黑,公司在欧洲、美国、中国、印度、日本等国家设有销售、技术支持及运营团队。欧洲FSN控股公司于2021年完成正式收购TASKING公司并在中国设立全资子公司。2022年9月TASKING收购专业级调试器公司iSYSTEM。自此,TASKING正式升级为汽车嵌入式软件开发工具和服务的一站式供应商。

关于兆易创新(GigaDevice)

兆易创新科技集团股份有限公司(股票代码603986)是全球领先的Fabless芯片供应商,公司成立于2005年4月,总部设于中国北京,在全球多个国家和地区设有分支机构,营销网络遍布全球,提供优质便捷的本地化支持服务。兆易创新致力于构建以存储器、微控制器、传感器、模拟产品为核心驱动力的完整生态,为工业、汽车、计算、消费电子、物联网、移动应用以及通信领域的客户提供完善的产品技术和服务,已通过ISO26262:2018汽车功能安全最高等级ASIL D体系认证,并获得ISO 9001、ISO 14001、ISO 45001等体系认证和邓白氏认证,与多家世界知名晶圆厂、封装测试厂建立战略合作伙伴关系,共同推进半导体领域的技术创新。欲了解更多信息,请访问:www.GigaDevice.com

*兆易、兆易创新、GigaDevice、GD32,及其标志均为兆易创新科技集团股份有限公司的商标或注册商标,其他名称或品牌均为其所有者所有。

来源:兆易创新GigaDevice

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在智能化时代背景下,MCU被称为嵌入式系统的“大脑”,其强大计算能力、低功耗特性以及高度集成的优势,在传感器领域发挥着至关重要的作用。

传感器作为信息化社会的神经末梢,广泛应用于工业自动化、物联网、智能家居、汽车电子、医疗健康等领域,它们采集各种物理信号如温度、湿度、光照、压力、运动等,并将其转换为数字信号。而MCU则是将这些数字信号进行处理、分析和传输的关键部件,它通过算法编程,赋予传感器数据更深层次的意义和应用价值。

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工业自动化

在工业自动化场景中,MCU搭载于各类传感器上,实现精确的数据采集和实时监控,确保生产线的高效稳定运行。例如,MCU可以与温度传感器协同工作,自动调节生产设备的工作温度,预防因过热导致的故障。

物联网(IoT)

在物联网(IoT)领域,MCU与传感器的融合创新催生了无数智能化应用。例如,智能家居中的智能安防系统,通过MCU连接并处理烟雾传感器、门窗磁传感器等产生的数据,实现家庭环境的全方位监控与保护。

汽车电子

在汽车电子领域,MCU与各类车载传感器的相互搭配,实现了车辆的自动驾驶、智能驾驶辅助等功能。车辆上的气压传感器、陀螺仪、加速度计等与MCU实时通讯,确保车辆对周围环境的精准感知和快速响应。

医疗健康监测

在医疗健康监测方面,MCU与生物传感器联手,可在便携式血糖仪、心率监测器等设备中实现人体生理参数的实时监测与远程传输,极大地改善了人们的健康管理手段。

总的来说,MCU在传感器领域的应用,就像是给传感器装上了一个聪明灵活的“大脑”,使其不仅能感知外部世界的变化,更能理解、判断并作出恰当的响应,可以说传感器和MCU有着密不可分的关系。

作为传感器系统的核心部件,MCU的选择直接关乎到整体解决方案的效能与可靠性。面对市场上琳琅满目的MCU型号,本文将结合传感器领域常见的应用需求,为大家推荐几款性能优越、适配广泛且性价比高的MCU型号。

雅特力

AT32F421K8U7

AT32F421F8P7

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雅特力超值型AT32F421K8U7、AT32F421F8P7,在传感器领域应用中有着诸多优势:

高性能内核:搭载Cortex-M4内核,支持单周期DSP指令和浮点运算单元(FPU),可以快速、精确地处理传感器采集的大量数据,适用于对实时性要求较高的应用,如高速信号处理、复杂算法实现等。

低功耗特性:雅特力MCU拥有多种低功耗模式,如停止模式、待机模式等,这在电池供电或能量受限的传感器节点中尤为重要,有助于延长设备的工作寿命。

高精度模拟功能:内置高精度ADC(模数转换器)和多个模拟外设接口,能够精准采集并处理各类模拟传感器信号,如温度、湿度、光强、压力等,满足不同传感器应用的精度需求。

丰富的通信接口:提供多种通信接口如USART、SPI、I²C等,方便连接各类数字传感器,以及将采集的数据实时传输到其他设备或云端平台。

小封装与成本优势:雅特力MCU采用了小型化封装,如LQFP、QFN等,便于在空间有限的传感器模块中集成,同时,由于其性价比较高,使得在大批量应用时具有成本优势。

结语:不同的传感器应用对MCU的需求各有侧重,选择合适的MCU型号,不仅要考虑其计算能力、功耗表现,还需关注其集成的外设资源、通信接口以及生态系统支持等因素。大家可以根据具体的项目需求和预算进行选择,以实现传感器应用的最佳性能和最大价值。

来源:雅全电子

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一、按键电路的常用设计参考

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1、R1上拉电阻将不确定的信号通过一个电阻钳位在高电平,维持在不被触发的状态或是触发后回到原状态。(个人建议加上)

2、C1电容减小按键抖动及高频信号干扰。(个人建议加上)

3、R2限流电阻(取值100欧~10k不等,如果有设置内部上拉,该值不能太大,否则电流不足以拉低IO口)  保护IO口防止过流过高电压烧坏IO口,对静电或者一些高压脉冲有吸收作用。(个人建议加上)

4、D1ESD二极管 静电保护二极管,防止静电干扰或者损坏IO口。(这个根据PCB的成本及防护级别要求来决定添加与否)

二、外接信号输入设计参考(和按键有点类似)
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1、R3上拉电阻 将不确定的信号通过一个电阻钳位在高电平,维持在不被触发的状态或是触发后回到原状态。(如果外接的连接线比较长,芯片内部上拉能力比较弱,则建议加上。平时通信距离不长,有内部上拉则可以省略)

2、C2电容防止高频信号干扰。(注意,如果输入频率信号比较大,C2容值要对应减少,或者直接省略C2)

3、R4限流电阻保护IO口 防止过流过高电压烧坏IO口,对静电或者一些高压脉冲有吸收作用。(个人建议加上)

4、D2ESD二极管静电保护二极管,防止静电干扰或者损坏IO口。(这个根据PCB的成本及防护级别要求来决定添加与否)

三、输出电路继电器设计参考
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1、U1光耦分离高低压,防止高压干扰,实现电气隔离

2、D5 1N4148续流二极管bai保护元件不被感应电压击du穿或烧坏,以并联的方式接到产生感应电动势的元件两端,并与其形成回路,使其产生的高电动势在回路以续电流方式消耗,从而起到保护电路中的元件不被损坏的作用。

四、达林顿晶体管设计参考应用

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达林顿晶体管,小伙伴们一般常用于步进电机驱动,其实可以用于电机调速,大功率开关电路,驱动继电器,驱动功率比较大的LED光源,利用PWM来调节亮度哦。

1、R6 R7 R8电阻用于限流,防止ULN2001损坏,导致高压直接输入到MCU的IO(由于ULN2001D本身自带2.7K电阻,这里的R6 R7 R8可以省略,如果某些驱动芯片没带电阻最好自己加上,具体情况可以查看选用芯片的数据手册作决定)

2、COM 端接电源当输出端接感性负载的时候,负载不需要加续流二极管,芯片内部设计有二极管,只需COM口接负载电源即可,当接其他负载时,COM口可以不接。

3、在使用阻容降压电路为 ULN2001D 供电时,由于阻容降压电压无法阻止电网上的瞬态高压波动,必须在 ULN2001D 的 COM 端与地端就近接一个104 电容,其余应用场合下,该电容可以不添加。 

五、运算放大器设计参考应用
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利用运放巧妙采集负载的当前电流,可以准确知道当前负载运行情况,有没有正常工作,非常好用哦。运算放大器还有很多很精妙很实用的电路,以后会一一跟大家分享,大家有空也可以网上搜一搜运放的一些经典电路,很多可以参考的地方。

1、GND2是负载的地端,通过R16电阻(根据负载电流的大小R16要选功率大一点的)接公共地,会有微小的电压差

2、该电路是同相比例运算电路,所以采样端的电压=输入端电压*(1+R9/R11)=69倍的输入电压。大家可以根据测量范围修改R9调节放大倍数。

六、MOS管设计参考应用(控制电源输出通断)
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七、输入电源设计参考应用
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如果电路成本比较紧张,可根据需要适当删减元件

1、F1自恢复保险丝,过流保护,可根据实际负载电流调整阀值大小。

2、D10 肖基特二极管减少后级电源对前级的影响,防止电源正负接反烧坏后级电路,防止电源关电时电流倒灌,但经过二极管有0.4V左右压降,需要考虑经过0.4V降压后会不会低于后级电路的正常工作电压。

3、TVS管输入电压过高保护,一般取正常输入电压的1.4倍。

来源:EEDesign

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MCU篇2:如何用通用MCU来实现电池的分段式充电管理功能?

MCU的中断功能是芯片里非常重要的一个功能模块,也是对产品功能和性能优劣有着至关重要的一项功能,相信不少小伙伴们都或多或少的在“中断”这个问题上踩过坑,那我们这一期就来深入了解一下MCU的中断功能。

按照惯例我们还是先给这一期设定一个主题,就是如何正确及合理的使用中断,且如果让中断的效率最高,设计出来的产品更稳定可靠?    

先从MCU的中断资源入手,它都有哪些中断资源呢?不同内核的MCU会有不一样的答案,我们以最常见的51 单片机和ARM Cotex-M系列的单片机为例:    

51、52单片机总共有 5~6个中断源,分别是外部中断(2个)、定时器中断(3个)、串口中断(1个);他们的初始优先级从高到低的顺序是:外部中断0> 定时器0>外部中断1>定时器1>串口中断>定时器2  (外部中断0是最高的,定时器2 最低)。    

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要把51单片机的中断用起来,设置2个寄存器即可,一个是中断允许寄存器IE、一个是中断优先级寄存器IP;中断允许寄存器支持对每个中断进行位操作 和总允许控制;而中断优先级寄存器则是可以改变中断源的优先级,分高和低两个优先级;同等级的中断还要继续遵守上图的顺序,而设置为高优先级的中断,则比低优先级的排在前面,它可以中断低优先级的程序,从而形成中断嵌套。比较常见的做法是把我们产品里要求实时性最高的中断服务子程序设置为“高优先级”,而其他实时性要求不高的都设置为“低优先级”,其他低优先级的中断源则按照上面表格的顺序来进行选用接入。典型的应用是在做通信从机产品时,将串口中断设置为高优先级,其他的中断的则保持为低优先级,每次上层有指令发下来,都能第一时间响应。    

ARM Cortex -M系列的芯片的中断资源则更加丰富,功能更强大:

Cortex核的芯片内嵌了中断控制器NVIC和扩展中断EXTI事件控制器,他们的特性如下:

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不管是哪种芯片的中断,在使用时都需要遵循合理的工作流程,如下:


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我们对中断使用有了个基本的了解之后,下面开始进入本文的问答环节:

问题1:我们为什么要用中断?中断能解决什么问题?

答:中断功能的最重要的价值在于可实现“任务切换”,通过中断方式从某个任务当中切换到另一个任务中去,从而实现cpu资源的最大化。在有运行操作系统的mcu里,中断承担更加重要的角色,进程调度,内存管理这些功能都需要用到中断功能。

问题2:我们怎样才能高效的利用中断资源?

答:合理设计中断资源的外部线路是第一步,尤其是存在多种外部中断输入时,比如同样都是di数字量中断触发信号,按键信号的触发频率就比较低,那就可以把它安排在外部中断1,而频率更高的则放在中断0的脚位上。第二是合理设置中断优先级,让实时性要求高的中断任务获得更高的优先级。第三是需要精确计算中断服务程序所需要执行的时长,评估其对被中断任务的影响,在执行实时性很高的子程序时可以考虑屏蔽中断响应,执行完之后再开放中断。

问题3:使用中断有哪些注意事项?

答:

● 中断函数被调用的时间不固定:中断函数要自己保护现场。

● 中断函数被调用的地点不固定:当前的任务无法给中断函数传参。

● 中断函数的返回地点不固定:中断函数不能有返回值。

在一个嵌入式ARM裸机环境下,如果我们编写一个中断处理函数,一般要遵循以下基本流程。

保存中断现场:状态寄存器、返回地址入栈、中断ISR中要用到的寄存器入栈。

清中断:关中断,保护现场。有些硬件会自动清除,重开中断前记得要清除。

执行用户编写的中断处理函数。

恢复现场:将栈中保存的数据弹到CPU的各个寄存器中,恢复被中断的现场,从栈中弹出返回地址到PC寄存器,CPU从被打断的程序处继续执行。

问题4:如何使用才能让它稳定可靠?

答:对于可靠性要求更高的产品,对中断服务需要有非常精准的把控,高度的确定性是稳定可靠的前提条件。因此,在使用中断嵌套时就要非常小心,避免在特殊情况下高优先级的中断始终在占用芯片资源,这个又涉及到芯片工作主频的问题,因此在实践中需要综合考量,高优先级的中断嵌套问题,如果不能准确判断它中断的频率和占用资源的情况,那么就要想办法避免中断嵌套的发生,最简单的办法就是在进入某个中断服务子程序里去后暂时先关闭所有中断,在完成这个服务程序后再打开中断允许,让中断服务按照先到先执行的方式运行,这种反而更加简单可靠。

来源:电路开发实战小课堂

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MCU(微控制器)在家电行业中的应用正在逐渐扩大,特别是在电风扇的设计中。MCU可以用于电风扇的智能控制,实现更智能和更便携的用户体验。

例如,基于8位MCU TM57P8640/P8645的智能电风扇设计方案,可以通过MCU控制风扇的转速,使其根据环境温度或用户的设定自动调节。MCU内置40/176点LCD显示驱动模块,用于显示风扇的类型和档位。两路具有电源倍压功能的PWM输出,RFC-电阻频率转换模块,具有IAP功能的EPROM模块等组成。

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TM57P8640/P8645整合了智慧型电子式定时器规格, 可自动控制时间精准无虞,可设定40组不同模式来开启或关闭电源,可于1-24小时内或每周循环定时设定。可用于内藏式充电电池,免更换电池(停电时原有设定值不受影响,来电时不需重新设定即可恢复正常运作)。

此外TM57P8645支持更多显示内容,内置有16-bit RFC与2路PWM输出。在产品开发方面,国芯思辰为工程师提供范例程序以及方便的开发工具,可以快速完成产品开发并导入量产。

总结:TM57P8640/P8645在电风扇设计中的应用,不仅提高了风扇的智能化程度,也提升了用户的使用体验。未来,我们期待看到更多创新的电风扇设计。

来源:国芯思辰

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RISC-V不可阻挡的势头进一步扩大,新的通用微控制器产品组嵌入了瑞萨电子开发的CPU内核,旨在满足广泛的节能、混合信号应用。

Giancarlo Parodi

Principal Product Marketing Engineer

自2020年10月以来,瑞萨电子正式活跃在RISC-V微控制器领域,并成功推出了两款ASSP产品,分别用于电机控制和语音驱动的HMI系统。现在,通用MCU增强了RISC-V产品组合。这是首款采用瑞萨电子自研开发的RISC-V内核MCU。

R9A02G021通用微控制器具有模拟和数字外设的有趣组合,如下图所示。

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R9A02G021 RISC-V MCU框图

该器件具有128KB的大容量程序存储器,由于可以支持小块的2KB擦除,并且能够与初始的16KB启动部分交换以实现用户引导加载程序代码更新,因此可以更好地支持在线更新。为了使更新过程更加可靠,闪存屏蔽功能可防止意外擦除,并且可以永久保护。

对于软件IP保密性,闪存读取保护功能允许用户定义一个存储区域来保存程序代码,这些代码只能被获取以供执行,而不能作为数据读出。这有效地创建了一个可执行部分,该部分受到保护,不会受到简单复制的影响。生产控制可以使用唯一ID(在瑞萨电子工厂编程的只读设备唯一序列号)和用户ID(64位用户定义值)来实现。用户ID可以由客户在生产中的隐藏内存区域内编程,并且仅当应用程序映像在用户定义的内存位置中保存特定的“解锁密钥”值时才可读。通过这种方式,您可以确保只有合法应用程序才能访问机密值,该值可以进一步用作身份验证外部代理、生成数据加密密钥等的种子。事实上,嵌入了一个真正的随机数生成器硬件来支持这种简单但有效的用例。

具有16KB片上RAM,可为外设提供数据缓冲空间,并容纳所需的所有应用变量。几乎整个SRAM都受到奇偶校验位的保护,为了增强可靠性,4KB由ECC代码保护,能够纠正单bit和检测双bit错误。这是存储应用关键变量的地方,这些变量需要额外保护,以防止意外的环境变化(例如,永远存在的宇宙辐射粒子)。

应用参数和运行时信息状态可以存储在4KB的非易失性数据闪存中,可以以1KB为单元进行擦除,可当作EEPROM使用。


从系统性能来看,瑞萨电子RISC-V CPU在开源编译器上已经达到了3.27CM/MHz 的出色CoreMark分数,而其他专业工具链甚至可以进一步提高这一分数(请关注未来在EEMBC网站上发布的更多分数)。RISC-V指令集架构(ISA)是优化CPU实现的理想选择,瑞萨电子已经负责添加几个扩展,这对于深度嵌入式系统非常重要。乘法和位操作扩展以及内置的硬件除法器可加快操作速度,因为只需更少的指令即可获得相同的结果。额外的压缩指令进一步有助于减小代码大小、加快执行速度和节省功耗,因为闪存程序获取的数量减少了。

CPU还内置了一个动态分支预测器,该预测器可以观察程序流,并可以选择在分支期间采取的最可能的路径,以便可以在不中断和刷新管道的情况下执行下一条指令;这提高了每个周期的指令总数。结合所有这些CPU功能,用户可以在如此紧凑的设备中开发性能非常高的应用程序。

总体而言,开发了自己的CPU内核使瑞萨电子能够优化实施,完全控制设计选择,并确保未来产品的IP路线图。瑞萨电子在实现微控制器CPU方面拥有丰富的经验。这为客户提供了部署商业上可行产品的保证,并得到了瑞萨电子质量支持,消除了对专有架构的任何担忧。

如果没有足够的I/O接口,原始性能将毫无意义。该器件具有一组平衡良好的模拟和数字外设,可以较低的成本实现混合信号应用,因为许多构建模块已经嵌入到MCU中。例如,在模拟侧,有一个10通道12位A/D转换器(ADC)、一个2通道8位D/A转换器(DAC)、两个比较器和一个片上温度传感器。ADC和比较器可在1.6V至5.5V的整个工作电压范围内使用,ADC还可以输入外部基准电压源,从而轻松适应应用需求。

数字连接部分支持许多协议,如UART、SPI、I2C,甚至还有专用的远程控制接口。电池供电应用具有300nA的出色待机电流消耗,并保留了所有SRAM内容。在这种情况下,应用程序可以在短短4 μs内快速恢复运行,随时准备对外部唤醒事件做出反应。通过实时时钟或内部32位低功耗定时器可实现较长的待机时间。注重可靠性的应用将受益于应用看门狗、第二个独立于时钟的看门狗、CRC单元、时钟监视器和ADC自检逻辑。甚至工作温度都不是问题,因为该设备可以在高达125 °C的温度下不受限制地运行。

从新架构开始从来都不是一件容易的事,尤其是当习惯于使用市场上建立的主导传统架构和专有架构时。至少要投入大量的时间和精力来研究差异的复杂性,而对于我们中间的务实者来说,抓住一些测试平台并配置一个合适的工具环境来探索和尝试事物。正因如此,瑞萨电子提供一套功能齐全的免费工具,让您的体验更加顺畅和轻松。基于Eclipse的e² studio IDE包括一个代码生成器插件、一个基于LLVM的编译器和一个调试环境。开始测试项目所需的所有构建块!您还可以查看许多应用说明,其中已有示例项目,还有更多项目正在开发中。

拿到我们简洁的快速原型板,它确实是理想的硬件平台——成本低廉,可通过传感、显示和连接功能进行扩展。你有一些Pmod™、Arduino或Grove附加模块吗?抓住它们,开始实验吧!板载SEGGER J-Link使您只需一根USB-C连线即可开始测试您的项目。请注意,同一连接还可以支持虚拟UART-CDC通道,因此您可以为应用程序实现调试控制台或控制终端。

FPB-R9A02G021 RISC-V MCU快速原型板的更多内容请到下方链接查看:

https://www.renesas.cn/cn/zh/products/microcontrollers-microprocessors/risc-v/fpb-r9a02g021-fpb-r9a02g021-risc-v-mcu-fast-prototyping-board 

Smart Configurator工具集成在e² studio开发环境中。它可以设置和生成IO、时钟、系统设置的配置代码,甚至是外设的低级硬件驱动程序API。您只需单击几下鼠标即可生成一个完整的项目。

IAR Embedded Workbench或SEGGER Embedded Studio等商业IDE的RISC-V版本已经支持瑞萨电子的R9A02G021。Smart Configurator也可以独立使用,可以为这些IDE生成项目,以确保平稳过渡。此外,SEGGER还为在R9A02G021 MCU上开发的瑞萨电子用户提供特别折扣,有关更多信息,请参阅下方Embedded Studio软件页面。

SEGGER Embedded Studio for RISC-V的更多内容请到下方链接查看:

https://www.renesas.cn/cn/zh/software-tool/segger-embedded-studio-risc-v 

RISC-V,新兴的自由和开放的ISA,在工程界享有很大的发展势头。瑞萨电子引领嵌入式MCU领域的商业采用,该MCU提供了一个理想的平台,可以将这种令人兴奋和有前途的技术引入您的产品中。您可以成为第一批采用它的人,点击文末阅读原文了解R9A02G021,获取其中一个套件,并立即开始您的RISC-V冒险!

来源:瑞萨电子

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