寵物在現代人的生活中占有極大的比重，甚至愿意將寵物當做孩子精細地養活。也正因為如此，由寵物而衍生出來的產業鏈涉及方方面面，不但解決了寵物主人的煩惱，也給寵物們帶來更為幸福的生活。其中，寵物自動喂食器就解決了寵物和主人關于喂食和吃食的煩惱。
今天我們就從半導體行業的角度來聊聊寵物自動喂食器的主控芯片應用。

寵物自動喂食器的工作原理
寵物自動喂食器的工作原理主要是通過芯片控制機械結構部分的運行，實現自動喂食的功能。具體來說，用戶首先通過控制面板或手機 APP 等方式設置喂食的時間、量和頻率等參數。微控制器根據這些設置指令，控制時鐘模塊和出料機構的運行。
當到達設定的喂食時間時，微控制器會發出指令，驅動出料機構將食物輸送到食盆中。如果配備了傳感器，微控制器還會根據傳感器的反饋信息，調整出料量或判斷寵物是否已經進食完畢。
例如，如果重量傳感器檢測到儲料倉中食物的剩余量不足，微控制器會發出提醒信號，通知主人及時添加食物。如果紅外傳感器檢測到寵物不在食盆附近，微控制器會暫停出料，避免食物浪費。
而這其中的芯片則采用的是DSH3186——一款高性能的 8 位 RISC 架構單片機

一、DSH3186 芯片的整體架構與特點
DSH3186 是一款具有 8 位 RISC 架構的高性能單片機，其設計精良，集成了眾多先進的功能模塊。首先，它內置了 4K×16 位一次性可編程存儲器（OTP ROM）和 256 字節數據存儲器（SRAM），為程序存儲和數據處理提供了充足的空間。同時，該芯片只有 39 條單字指令，簡潔高效的指令集使得編程更加便捷，提高了開發效率。
此外，DSH3186 還具備 8 級存儲堆棧，能夠有效地管理程序的調用和返回，確保系統的穩定運行。在模擬特性方面，芯片擁有 24 位分辨率的高精度 ADC，內部集成的可編程增益放大器進一步提升了信號采集的精度和靈活性。ADC 的輸出速率可在 30Hz~3.9KHz 范圍內進行調整，滿足不同應用場景的需求。內帶電荷泵和穩壓器供傳感器和調制器使用，為外部設備提供了穩定的電源支持。

二、芯片的模擬特性詳解
24 位高精度 ADC
DSH3186 芯片集成的 24 位高精度 ADC 是其一大亮點。在寵物喂食器方案中，這一特性至關重要。它能夠精確地測量各種傳感器的輸出信號，如重量傳感器、液位傳感器等。通過對這些信號的準確采集和處理，可以實時監測寵物食物的剩余量和水的供應情況，為寵物主人提供準確的信息。
高精度的 ADC 還可以實現對寵物喂食器的精確控制。例如，在定量喂食功能中，通過 ADC 對電機的轉速和位置進行精確測量，可以確保每次投放的食物量準確無誤。同時，在監測寵物進食情況時，ADC 可以捕捉到微小的變化，為寵物健康管理提供數據支持。
可編程增益放大器
內部集成的可編程增益放大器為信號處理提供了更大的靈活性。在不同的應用場景下，可以根據傳感器的輸出信號強度調整增益，以獲得最佳的測量效果。例如，對于微弱的信號，可以增大增益以提高信噪比；對于強信號，可以適當降低增益以避免信號飽和。
電荷泵和穩壓器
內帶電荷泵和穩壓器為傳感器和調制器提供了穩定的電源。在寵物喂食器中，各種傳感器和執行器需要穩定的電源供應才能正常工作。電荷泵可以產生較高的電壓，滿足某些傳感器或調制器的特殊需求。穩壓器則可以確保輸出電壓的穩定性，防止電壓波動對系統性能產生影響。

三、外設特性及其在寵物喂食器中的應用
14 位雙向 I/O 口
14 位雙向 I/O 口為芯片與外部設備的連接提供了豐富的接口。在寵物喂食器中，可以通過這些 I/O 口連接各種傳感器、執行器和顯示設備。例如，可以連接重量傳感器、液位傳感器、電機驅動器、LCD 顯示屏等。通過對 I/O 口的編程，可以實現對外部設備的控制和數據采集。
蜂鳴器輸出
芯片的一路蜂鳴器輸出可以用于發出各種提示音，如喂食提醒、故障報警等。在寵物喂食器中，當食物剩余量不足或出現故障時，蜂鳴器可以發出聲音提醒寵物主人及時處理。
4×14 的 LCD 驅動
DSH3186 芯片集成了 4×14 的 LCD 驅動模塊，可以直接驅動液晶顯示屏。在寵物喂食器方案中，LCD 顯示屏可以顯示食物剩余量、喂食時間、設置信息等。通過 LCD 驅動模塊，可以方便地實現這些信息的顯示，為寵物主人提供直觀的操作界面。
時鐘源選擇
芯片可選擇內部晶振或 WDT 晶振作為時鐘源。這一特性為系統的時鐘選擇提供了靈活性。在不同的應用場景下，可以根據實際需求選擇合適的時鐘源，以滿足系統的性能要求。
LCD 驅動波形和偏置電壓產生方式選擇
DSH3186 芯片可選擇兩種不同的 LCD 驅動波形和不同的偏置電壓產生方式。這使得芯片能夠適應不同類型的 LCD 顯示屏，提高了芯片的通用性和兼容性。
外部中斷和低電壓檢測（LVD）引腳
芯片具有兩個外部中斷引腳，可以用于響應外部事件的觸發。在寵物喂食器中，可以連接傳感器或按鈕等設備，當外部事件發生時，觸發中斷并執行相應的處理程序。
低電壓檢測（LVD）引腳內部提供了多個電壓比較值，如 2.4V、2.5V、2.6V、2.7V、2.8V、3.6V 等。通過 LVD 引腳，可以實時監測電源電壓的變化，當電壓低于設定值時，采取相應的保護措施，如發出報警信號、自動保存數據等。

四、DSH3186 在寵物喂食器方案中的優勢
高性能與低功耗的完美結合
DSH3186 芯片以其高性能的 RISC CPU 和豐富的功能模塊，為寵物喂食器提供了強大的處理能力。同時，該芯片在設計上注重低功耗特性，能夠在滿足系統性能要求的前提下，最大限度地降低功耗，延長電池壽命或減少能源消耗。
高精度測量與控制
芯片集成的 24 位高精度 ADC 和可編程增益放大器，使得寵物喂食器能夠實現對食物剩余量、水的供應情況等參數的精確測量。同時，通過對電機的精確控制，可以實現定量喂食功能，確保寵物的飲食健康。
豐富的外設接口和功能
14 位雙向 I/O 口、蜂鳴器輸出、LCD 驅動等豐富的外設接口和功能，為寵物喂食器的設計提供了更多的可能性。可以根據不同的需求，靈活地連接各種外部設備，實現更加智能化的功能。
可靠性與穩定性
上電復位、低電壓復位、看門狗定時器等功能模塊，確保了芯片在各種情況下都能夠穩定運行。在寵物喂食器方案中，這一特性尤為重要，因為它可以保證系統的可靠性，避免因意外情況導致的故障。
易于開發和使用
簡潔高效的指令集、豐富的開發工具和文檔，使得開發人員能夠快速上手，輕松開發出基于 DSH3186 芯片的寵物喂食器方案。同時，芯片的高集成度和通用性，也降低了開發成本和難度。

審核編輯 黃宇