導(dǎo)讀

上一篇文章講了如何利用MCU實(shí)現(xiàn)接近式磁感應(yīng)技術(shù)，本篇將介紹RL78/G23用于感應(yīng)式接近傳感應(yīng)用的主要特性。

RL78/G23用于感應(yīng)式接近傳感應(yīng)用

的主要特性

RL78/G23具備需要為高精度與高效率設(shè)計(jì)的應(yīng)用，是用于方位感應(yīng)、動(dòng)態(tài)和接近傳感平穩(wěn)協(xié)調(diào)應(yīng)用的理想之選。

下圖展示了新一代RL78通用微控制器的特性/功能，具有進(jìn)一步改良的低功耗性能以及可拓展的外設(shè)功能。

圖2:RL78/G23的擴(kuò)展功能框架圖

于上述內(nèi)容所帶來的啟示，下面就讓我們來研究一下RL78/G23是怎樣成為這些高級(jí)應(yīng)用的理想之選吧。

1優(yōu)化的設(shè)計(jì)架構(gòu)

（參考圖5）

a. 可旋轉(zhuǎn)的傳感器并集成LED指示燈；

b. 獨(dú)立平面鐵氧體磁芯線圈加持的按鈕；

c. 外部線圈專屬連接端口；

d. PMOD連接端口(Type 2A- expanded SPI and Type 4A- expanded UART用于系統(tǒng)配置)配備額外的可配置電阻選項(xiàng)，可將其中任何一種連接方式轉(zhuǎn)換為I2C；

e. 低功耗模式；

f. 可供選擇的電源供電選項(xiàng)——硬幣電池、+5V micro-USB或+12V直流連接端口。

RL78/G23 MCU具有為低功耗應(yīng)用設(shè)計(jì)的優(yōu)化架構(gòu)，且并未影響性能。此種架構(gòu)保障了基于感應(yīng)的接近傳感算法的高效施行，在響應(yīng)性與節(jié)能間達(dá)成了兼顧。

2集成模擬前端(AFE)

基于感應(yīng)的接近傳感極度倚仗精確的模擬信號(hào)處理。RL78/G23的集成AFE在保障模擬信號(hào)精確可靠轉(zhuǎn)換上發(fā)揮出了極為關(guān)鍵的作用。片內(nèi)比較器運(yùn)用簡單的二進(jìn)制檢測“目標(biāo)存在”或“不存在”，而非繁雜的信號(hào)處理。RL78/G23內(nèi)置AFE監(jiān)測電磁場的衰變，借由分析傳感器電磁場的變化來探明目標(biāo)的存在與否。逐次逼近法能有效估量目標(biāo)距離，無需較高的處理能力。

如此，系統(tǒng)設(shè)計(jì)更為簡易，使用的外部元件更少，進(jìn)而降低了成本并優(yōu)化了性能。即便應(yīng)用于極具挑戰(zhàn)的環(huán)境中，也能施行精準(zhǔn)可靠的接近檢測，與此同時(shí)，消減了多于的組件和材料（BOM），從而實(shí)現(xiàn)了極大程度的成本降低。AFE為設(shè)計(jì)人員提供了構(gòu)建高效、經(jīng)濟(jì)且易于部署的感應(yīng)式接近傳感解決方案所需的工具。

3專用計(jì)時(shí)器單元

接近式傳感往往需要針對(duì)數(shù)據(jù)采集與信號(hào)處理實(shí)施精確定時(shí)。RL78/G23 MCU配置了專用的32位低功耗定時(shí)器單元，有益于達(dá)成精確的定時(shí)操控。這些定時(shí)器增進(jìn)了MCU 與如旋轉(zhuǎn)、平面和鐵氧體傳感器組等電感式傳感器同步的能力，進(jìn)而達(dá)成了高效的同步接近測量。一旦結(jié)束所有組的掃描，STOP模式就會(huì)被激活，直至間隔定時(shí)器中斷被激活并開啟另一組測量。

圖3:掃描順序和測量機(jī)制

4高速數(shù)據(jù)處理

時(shí)間敏感型應(yīng)用需要具有快速數(shù)據(jù)處理能力的MCU方可。RL78/G23內(nèi)置32MHz的高速時(shí)鐘，能夠迅速執(zhí)行指令。它在高速數(shù)據(jù)處理上表現(xiàn)卓異，可切實(shí)保證對(duì)電感式傳感器輸出予以實(shí)時(shí)的分析。這種能力對(duì)于那些需要針對(duì)接近式變化做出瞬時(shí)響應(yīng)的應(yīng)用而言，是極其重要的。

5低功耗

能效乃是RL78/G23設(shè)計(jì)的基石所在。其低功耗對(duì)于那些長時(shí)間需使用電池供電的至關(guān)重要的應(yīng)用大有裨益。RL78/G23具備一個(gè)高速時(shí)鐘，利用片內(nèi)高速振蕩器配置成32MHz，而該振蕩器即為CPU和大多數(shù)其他外設(shè)的時(shí)鐘源。用于控制掃描周期的低功耗定時(shí)器采用頻率為32.768kHz的外部XT1晶體振蕩器。

圖4:RL78/G23智能低功耗休眠功能

RL78/G23 MCU能夠在低功耗模式下工作，同時(shí)保持響應(yīng)速度，因此更適合電池供電設(shè)備。

6豐富的周邊設(shè)備

RL78/G23具備豐富的外設(shè)，當(dāng)中包含通信接口以及通用I/O。

這種多功能性，讓開發(fā)人員得以實(shí)現(xiàn)定制功能，且能與其他元件無縫銜接，進(jìn)而拓展了基于電感的接近式感應(yīng)的應(yīng)用范圍。

7強(qiáng)大的生態(tài)系統(tǒng)和開發(fā)支持

瑞薩作為RL78/G23的制造商，提供了強(qiáng)勁的開發(fā)工具以及資源生態(tài)系統(tǒng)。其中包含開發(fā)套件與文檔的全方位支持，使得工程師能夠在其接近傳感應(yīng)用中，充分發(fā)掘RL78/G23的潛力。

總結(jié)

總的來說，RL78/G23集成了先進(jìn)的模擬功能、低功耗特性以及豐富的外設(shè)組件，非常適合各種檢測應(yīng)用。它的接近式傳感應(yīng)用注重精度和響應(yīng)速度，涵蓋了從智能家居設(shè)備到工業(yè)自動(dòng)化等各個(gè)領(lǐng)域。

展望未來，微控制器與基于感應(yīng)式接近傳感的協(xié)同應(yīng)用將呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長。RL78/G23依托強(qiáng)大的生態(tài)系統(tǒng)和開發(fā)支持，為持續(xù)創(chuàng)新打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。瑞薩在推動(dòng)MCU的動(dòng)態(tài)發(fā)展方面處于領(lǐng)先地位，引領(lǐng)我們進(jìn)入由這些設(shè)備塑造的互聯(lián)、傳感器驅(qū)動(dòng)的未來世界，并在其中發(fā)揮核心的作用。

圖5:電感應(yīng)接近式傳感器屏蔽套件

圖6:硬件框架圖

References

? RL78/G23–外圍功能得到進(jìn)一步擴(kuò)展，低功耗性能也有所提升的新一代微控制器。

? RL78/G23 Inductive Proximity Sensor Shield Kit – RL78/G23 64-pin Fast Prototyping Board (FPB)合適的感應(yīng)式接近傳感擴(kuò)展板。