25美分MCU再添神功能,智能模擬組合宛如拼樂高

超值超低功耗MSP430微控制器是德州儀器(TI)針對傳感和測量應用所推出的產品系列,用戶可以通過多種集成混合信號功能部署簡單的傳感解決方案,“用25美分獲得25項功能”是其最大賣點。

簡單來說,就是為擴展這些低成本MCU的功能,TI為25個常見的系統級功能創建了一個代碼實例庫,包括定時器、輸入/輸出(I/O)擴展器、系統復位控制器、電可擦可編程只讀存儲器(EEPROM)等,然後再將這25項功能劃分為標準電路中常見的四個功能類別:即系統管理、脈寬調製、定時器和通信。在使用這些器件時,大部分代碼實例都適用於0.5KB以下的內存,成本最低的MSP430 MCU的售價低至1000單位數量29美分,更多數量低至25美分。

而日前,新型MSP430FR2355鐵電存儲器(FRAM)MCUs成為了MSP430超值系列中的新成員,也是TI跨部門合作的最新成果。

25美分MCU再添神功能,智能模拟组合宛如拼乐高

德州儀器超低功耗MSP微控制器事業部總經理Miller Adair

信號鏈的可配置性是TI超低功耗MSP微控制器事業部經理Miller Adair最為推崇的特性之一。在他看來,設計複雜、溫度要求高、系統成本高已經成為嵌入式系統設計必須注意的三大挑戰,而TI之所以設計MSP430FR2355集成智能模擬組合的重要原因,就是為給用戶提供足夠的靈活性。

他表示,現在很多傳感器的應用信號鏈路是不同的。一個變送器的前端需要採集溫度信號,或者流量信號,或者pH值信號,又或者採集壓力或溼度的信號。不同的模擬信號會有不同的結構。而TI這次用一顆單片機,通過不同的軟件配置就可以完成不同功能的需求。

MSP430FR2355 MCU集成了可配置的信號鏈元件,包括多個12位數模轉換器(DAC)和可編程增益放大器,以及一個12位模數轉換器(ADC)和兩個增強型比較器,通過使用這種智能模擬組合,工程師可以更靈活地進行系統設計。

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以煙霧探測器為例。如果我們將煙霧探測器拆開,會發現內部通常是一顆MCU控制整個系統,然後使用ADC做信號採樣,並在外部連接運算放大器和跨阻放大器。FR2355的出現改變了這一情形,其智能模擬組合將跨阻放大器、運放和ADC都集成於單芯片中,從而減少了開發設計難度和成本,並簡化PCB佈局佈線的難度。

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而在溫度變送器的案例中,從前端的信號放大器、ADC、MCU,再到後端的4-20mA電流回路,現在已完全被一顆FR2355智能模擬組合集成。此外,TI還提供利用FR2355實現單片溫度變送器的參考設計,使用起來更為便利。

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在可擴展性方面,MSP430FR2355 MCUs配備32KB內存的存儲器和24MHz CPU,支持最高105°C的工作環境,開發人員不但可以從中選擇更為合適的內存與處理速度,還可以充分利用FRAM數據記錄功能。

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如果用戶對產品感興趣,TI有兩款重要的工具幫助他們進行評估:基於FR2355的LaunchPad套件和智能模擬組合GUI。LaunchPad套件中除了包含FR2355MCU外,還集成了帶有EnergyTrace功能的eZFET調試器、環境光傳感器和Grove模塊接口,方便客戶擴展。而在智能模擬組合GUI中,工程師可以探索智能模擬組合的不同配置,使用內部DAC演示波形,以及顯示內部ADC測量的信號。

Miller Adair認為這種集成不會只發生在對成本和功耗有強烈需求的領域,但具體是採用集成還是分立,仍然要從實際應用出發。“沒錯,MSP430是為了滿足高集成度需求而設計的,但TI還有很多其它信號類的產品適合需要分立器件的應用。用戶的需求永遠是五花八門的,我們的目標就是滿足他們所有的需求,我想這也是TI能夠獲得成功的原因之一。”他說。


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