Silicon Labs超低功耗單電池供電系列MCU介紹

1、silicon labs超低功耗單電池供電系列mcu介紹現(xiàn)在的產(chǎn)品，對低功耗的要求越來越高，是工程師必需面向的問題。以為核心的系統(tǒng)，在低功耗產(chǎn)品的設(shè)計過程中，普通從硬件和軟件方面來入手，因此挑選低功耗mcu成為關(guān)鍵。目前的mcu低功耗產(chǎn)品普遍存在和瀕臨的主要問題1、工作普通在1.8v，很難達(dá)到1.5v以下，由于要兼顧處處理器的io輸出能力，其電壓不能太低，但實際狀況是要求工作電壓越低越好。2、產(chǎn)品設(shè)計過程中旺旺需要芯片有更高集成度，能夠高速運行且有低功耗的工作模式，在這種工作模式下，每mhz的工作要足夠低；從低功耗模式到工作模式的切換，要求時光要短和電流很小。3、喚醒要快，而這又和待機(jī)低功耗發(fā)

2、生沖突。4、具備實時時鐘rtc時，待機(jī)電流難以降低。針對這些問題，silicon labs特地推出了業(yè)內(nèi)率先概念的低功耗mcu系列，它具備如下特點：1， 內(nèi)置boost升壓，可以在0.9v輸入電壓下正常工作。2， 同時內(nèi)置了，為mcu低功耗和穩(wěn)定工作提供了硬件保障。3， 超低的待機(jī)功耗，rtc不工作時待機(jī)電流低至10na；rtc工作時，待機(jī)電流低至300na。4， 工作時達(dá)到160ua/的業(yè)內(nèi)最低功耗。5， 為低功耗而優(yōu)化的ad轉(zhuǎn)換器設(shè)計，可以在輸入為0.9v時正常工作，具備burst突發(fā)采樣模式，降低mcu的負(fù)擔(dān)。6， 豐盛的喚醒模式，大大提高了系統(tǒng)設(shè)計的靈便性并使mcu可以常常處于待機(jī)模式

3、下。silicon labs獨特的低功耗設(shè)計-單元pmu該設(shè)計可以實現(xiàn)數(shù)字電路工作在1.8v，通過內(nèi)部dc-dc功能，使電池提供的電壓比較低，也能提供3.3v的io驅(qū)動輸出，能驅(qū)動、無線通訊器件等。見圖1圖1 dc-dc框圖在mcu的電源管理中，供應(yīng)io模塊及模擬單元的電源，可以挑選dc-dc模塊轉(zhuǎn)換后的電壓，或者挺直挑選外部電源vdd。通過ldo轉(zhuǎn)換的穩(wěn)定電源1.8v，可以供mcu部分工作，為內(nèi)部rtc、pmu和ram供電；對于內(nèi)部rtc、pmu和ram，也可以靈便挑選電池挺直舉行供電。豐盛的待機(jī)和喚醒模式c8051f9xx系列數(shù)字和模擬部分在休眠狀態(tài)下，喚醒時光均為2s；在rtc不工作狀況

4、下，低功耗模式下電流低至10na，在rtc工作的狀況下也惟獨300na的工作電流。獨特的ad采樣工作模式在10位采樣的狀況下，具有300ksps采樣速率，而且突發(fā)的采樣工作模式，能削減mcu的操作命令和工作時光。在突發(fā)采樣工作模式下，采樣開頭后，adc上電工作并且舉行輸入信號跟蹤，通過電壓轉(zhuǎn)換，經(jīng)過一個系統(tǒng)時鐘后便進(jìn)入斷電的低功耗模式，等待下一次采樣開頭。囫圇采樣過程中， mcu程序不需要舉行上電和斷電的操作，有效降低功耗。下圖為：圖2 burst工作流程低功耗實現(xiàn)以一個低功耗設(shè)計為例，其基本模式為：每0.5秒喚醒一次, 舉行adc采樣，完成數(shù)字處理，再休眠的循環(huán)工作模式。系統(tǒng)長時光工作，電池

5、電壓會逐漸降低，以至電池不能正常供電；應(yīng)用silicon labs系統(tǒng)的電池電壓下降比較慢，電池壽命可以達(dá)到1100天左右，而其他品牌的低功耗mcu應(yīng)用則不能。見圖3圖3 silicon labs系統(tǒng)與其他同類產(chǎn)品的對照mcu在休眠的狀況下，具有十分低的電流，其喚醒時光也惟獨2s；在系統(tǒng)工作的時候，mcu運行十分快，包括adc采樣速率也很高。因為mcu工作時功耗大一些，就需要迅速完勝利能且進(jìn)入休眠模式。圖4如上圖4，silicon labs假如在系統(tǒng)時鐘25mhz工作電流可略微大一些，工作時光則十分短，而功耗是工作電流和工作時光的乘積來計算的，也就是其“面積”。而其他應(yīng)用系統(tǒng)工作電流雖然較小，

6、但是工作時光長無數(shù)，總共的功耗“面積”就會高出許多。silicon labs目前推出的產(chǎn)品系列目前silicon labs已經(jīng)推出了c8051f90x/91x/92x/93x系列，圖5 silicon labsc8051f90x/91x/92x/93x系列功能框圖這些系列包括了豐盛的外設(shè)資源，如下：1，24.5mhz的內(nèi)置振蕩電路。2，2個自立的。3，uart，spi，i2c通訊接口。4，rtc實時時鐘。5，pca模塊可以實現(xiàn)、頻率、邊沿捕捉、定時器等功能。產(chǎn)品應(yīng)用（見下圖6）圖6開發(fā)工具silicon labs的授權(quán)代理商世強(qiáng)電訊已可以提供完整的開發(fā)套件，c8051f912dk；內(nèi)有開發(fā)軟件，數(shù)據(jù)手冊，編程器，開發(fā)板及電源等。此外，還可以從世強(qiáng)電訊獲得相關(guān)產(chǎn)品的應(yīng)用筆記，包括：an358: c8051f9xx優(yōu)化低功耗操作模式an359: c8051f9xx調(diào)試技巧an431: c8