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Kinetis M微控制器:面向計量方案的攻城利器

來源:飛思卡爾 作者:Martin Mienkina2014年07月15日 15:31
[導讀] 在微控制器控制的典型計量應用中,計費數據的準確性首先取決于模數轉換器的精度(A/D)、采樣頻率和足夠的計量計算動態范圍。另外,它還取決于軟件的可靠性,所以必須關注軟件對金融交易的影響。因此,半導體公司的目標是,開發的微控制器不僅能滿足測量精度、計算吞吐量和能源消耗等基本技術要求,而且還具有足夠的靈活性,可以提供將“合法”計量從應用的其他部分隔離的選項。

  如果您觀察周圍,就會發現日常生活中計量設備無處不在。我說的是家里安裝的所有電表、燃氣表、水表以及計熱表,更別提加油站和購物中心的流量表、秤和注冊系統了。目前生產的計費設備由微控制器進行電子控制。

  在微控制器控制的典型計量應用中,計費數據的準確性首先取決于模數轉換器的精度(A/D)、采樣頻率和足夠的計量計算動態范圍。另外,它還取決于軟件的可靠性,所以必須關注軟件對金融交易的影響。因此,半導體公司的目標是,開發的微控制器不僅能滿足測量精度、計算吞吐量和能源消耗等基本技術要求,而且還具有足夠的靈活性,可以提供將“合法”計量從應用的其他部分隔離的選項。

  2013年10月,飛思卡爾推出了一個采用ARM® Cortex®-M0+內核的全新微控制器系列 — Kinetis® M。除了許多高分辨率的模擬外設、數字定時器、通信接口和帶獨立電源和溫度補償的實時時鐘外,這些微控制器還配備了硬件,控制接入存儲器、外設和集成在芯片上的I/O端口。

  特性

  圖1顯示了Kinetis M微控制器框圖。

圖 1 – 框圖

圖 1 – 框圖

  從上圖可以清楚看出,除了32位ARM Cortex-M0+外,微控制器還提供四個獨立的24位A/D轉換器(SD ADC),內置可編程的放大器(PGA),轉換速度可達100 ksps。轉換器設計,再加上作原理(二階Sigma-Delta調制器),支持在所有通道同時或采用精確定義的延遲來測量雙極模擬信號,范圍從幾微伏到一伏。

  包含的其他模擬模塊是兩個高速模擬比較器(HSCMP),擁有可編程的磁滯5-30 MV,一個12通道的16位SAR A/D轉換器,以及一個擁有精確的1.2 V電壓參考,溫度系數為33 ppm/°C。設計該參考電壓的目的不僅是適用于提到的所有模擬模塊,而且通過一個內部放大器緩沖,它還可以用作板卡上其他電路的電壓參考源。但是,如果內部參考電壓的參數不夠的話,微控制器的模擬模塊可以由外部1.2 V參考電壓供電。

  飛思卡爾的目標是設計非常適合計量應用的可編程器件。因此,該Kinetis M微控制器系列不僅包括Kinetis家族的標準模塊,還包括其他產品線的典型模塊。例如,互連矩陣中的內部信號、器件的輸入和輸出(XBAR)和四通道定時器(Quad Timer)是通常用于數字信號控制器(DSC)中的模塊。這些模塊允許應用開發人員更精密地連接內部外設,定義被測樣品之間的時間序列,還提供監測內部外設工作的選項。片上外設和I/O引腳連接XBAR模塊如圖2所示。

XBAR 信號和連接

圖 2 – XBAR 信號和連接
 

  本文選自電子發燒友網6月《智能工業特刊》Change The World欄目,轉載請注明出處!

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