【应用】8位单片机EFM8BB21在触觉传感系统中的应用
一只功能完善的仿生机器人机械手臂需要使用多个触觉单元组成触觉传感系统用于姿态和握感检测，再通过驱动控制系统闭环控制实现机械手臂的复杂动作。EFM8BB21具有功耗低、运行效率高、模拟和数字外设接口丰富等特点，特别是具备了High-Speed I2C Slave，使得其能够在触觉传感网络系统中广泛应用。本文介绍了基于SILICON LABS推出的8位单片机EFM8BB21的触觉传感网络应用方案，原理如图1所示：
图1 触觉传感器单元原理
图2 传感器网络拓扑图
本方案采用EFM8BB21F16G-C-QFN20R作为触觉传感器单元的主控，并用其High-Speed I2C Slave接口组成传感网络。传感器单元采用7-bit编址，我们在设计中保留0x00~0x0F地址备用，每8个传感器单元形成一个传感器阵列组，系统可容纳15个传感器阵列，理论上可接入120个传感器单元。传感网络由EFM32LG230做I2C Master端，设计波特率为400kbps，通过轮询方式从传感单元读取数据，实测系统接入了48只传感单元，数据读取响应速度完全满足应用需求。
图3 触觉传感单元电路板
图4 用于机械手臂指端的触觉传感单元
触觉传感系统应用选用EFM8BB21F16G-C-QFN20R做传感器单元主控的原因如下：
1. EFM8BB21的ADC的采样精度为12bit，采样频率达200ksps，完全满足触觉传感应用。可配置外部VREF基准电压，能通过传感器电流采样电路实现漂移补偿，效果优于昂贵的高精度恒流源激励电路。ADC的窗口匹配中断功能可简便的实现触觉激活功能，为实现触觉智能策略提供了必要的基础。
2. EFM8BB21支持High-Speed I2C Slave，速度高达3.4Mbps，支持7-bit从地址硬件匹配，单条总线最大扩展127个设备，完全满足触觉传感组网应用要求。
3. EFM8BB21的I2C Slave可将MCU从Snooze低功耗模式下唤醒，唤醒时间仅需要12us，Snooze模式功耗为26uA。实测48点的传感系统传感单元综合总功耗仅50mA，如此低的功耗完全得益于EFM8BB21的节能特性。
4. 我们采用的EFM8BB21F16G采用了QFN20封装，尺寸仅有3x3x0.55mm的尺寸，为传感器单元小型化提供了可能。
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Jerrfy Lv9. 科学家 2019-06-23电路设计方案很简洁 -
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世强你最佳的选择 Lv6. 高级专家 2018-11-20厉害了 -
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波哥 Lv7. 资深专家 2018-11-19学习了。 -
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terence Lv7. 资深专家 2018-11-19主要是要软件厉害，硬件简单 -
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LouBing Lv7. 资深专家 2018-11-17每天进步一点点 -
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用户32139953 Lv3. 高级工程师 2018-11-15每天多学习一点 -
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ahmed Lv6. 高级专家 2018-11-15触觉系统应用新星。 -
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闲云 Lv7. 资深专家 2018-11-15东西不错，学习了 -
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电子商城
现货市场
品牌：SILICON LABS
品类：Switch Hall Effect Magnetic Position Sensor
价格：￥2.2924
现货：150,000
服务
可定制显示屏的尺寸0.96”~15.6”，分辨率80*160~3840*2160，TN/IPS视角，支持RGB、MCU、SPI、MIPI、LVDS、HDMI接口，配套定制玻璃、背光、FPCA/PCBA。
最小起订量： 1000 提交需求>
可烧录IC封装SOP/MSOP/SSOP/TSOP/TSSOP/PLCC/QFP/QFN/MLP/MLF/BGA/CSP/SOT/DFN；IC包装Tray/Tube/Tape；IC厂商不限，交期1-3天。支持IC测试（FT/SLT），管装、托盘装、卷带装包装转换，IC打印标记加工。
最小起订量： 1pcs 提交需求>
授权代理品牌：集成电路
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