【应用】8位RISC MCU CSU38M20/双运放SGM8542/正压稳压器SGM2040用于木材水分测试仪的方案
首先我们来来搞清楚木材水分测量仪的一般用途。木材水份仪可广泛用于一切需要检测的行业，如：木板、杨木、树木、木头、棪木、树木、松木、以及纸张行业如(纸箱、瓦楞纸、废纸、A4纸、铜版纸、纸浆、纸皮、包装纸、食品纸箱、造纸行业)等。
弄清楚它的用途，我们来解释木材水分如何检测及原理是怎么样的。我们先来看看以下框图：
一般这个仪器都是手持仪器，所以会有9V的电池供电，并带有液晶的显示屏，为了节约成本，一般客户都会采用单色的LCD方案。大致的原理是通过PWM控制电路对电容极片的充放电，然后经过运放去采集充放电的曲线，通过一定的算法来算出一定水分值，因为水分子在电容极片的两边如果水分程度不一样就会测试不一样的电容值，这样我们就能大致算出水分浓度。另外有阻档位可以调整水分测试的量程，测试不同浓度的水分值。
一般的木材水分分析仪技术指标有以下几点：
1、测定水分范围:3％—55％
2、单色显示LCD液晶数字
3、使用环境:－5℃－＋60℃
4、电源使用9V电池
此方案主控推荐是用芯海的CSU38M20， CSU38M20是一个带12bitADC的8位RISC MCU，内置8K×16位MTP程序存储器。有以下的外设特点，可以满足方案的资源设计需求。
-26位双向I/O口,带上下拉
-6路蜂鸣器输出
-6路PWM输出
-14个内部中断，3个外部中断
-26个具有唤醒功能的输入口
-5-16~26+5路12-bitADC
-内部1.4V、2.0V、3.0V、4.0V、VDD、外部输入三种参考电压选择
-带数字比较器
-低电压检测（LVD）引脚，内部提供2.4V、3.0V、3.6V电压检测
LDO方面推荐用SGMICRO圣邦微的SGM2040，SGM2040系列是采用CMOS技术开发的具有超低电流消耗、低失压、高精度输出电压和250毫安输出电流的正压稳压器。
可使用0.1μF的输入和输出电容器。SGM2040系列采用超低电流消耗运行，仅消耗1μA典型电流以延长电池使用时间。
内置低导通电阻晶体管，实现了低压差和大输出电流。内置的过电流保护电路防止负载电流超过输出晶体管的电流容量。当VOUT>VIN时，反向电流小于0.2μA（典型值）。
与采用传统CMOS技术的电压调节器相比，SGM2040系列可以使用更多类型的电容器，包括小型输入和输出电容器。SGM2040系列具有极低的电流消耗和小包装，使其最适合便携式设备。
SGM2040提供绿色UTDFN-1×1-4AL和SOT-23-5包装。它在-40℃到+85℃的环境温度范围内工作。
运放方面推荐SGM8542（双运放）是低成本的轨对轨输入和输出电压反馈放大器。它们具有宽的输入共模电压范围和输出电压摆幅，最小工作电源电压降到2.1V，最大推荐电源电压为5.5V。
SGM8542在每个放大器46μA的低电流消耗下提供1.1MHz带宽。0.5pa的极低输入偏置电流使SGM8542可用于积分器、光电二极管放大器和压电传感器。对于单电源系统中ASIC的缓冲设计，轨对轨输入和输出是非常有用的。
这些放大器的应用包括安全监控、便携式设备、电池和电源控制、信号调节和极低功率系统中传感器的接口。
SGM8542 Dual采用绿色SOIC-8、MSOP-8和TSSOP-8包装。在延长的工业温度范围（-40℃到+125℃）内指定的。
以下推荐的器件参考规格如下：
SGM8542：https://www.sekorm.com/doc/251025.html。
SGM2040: https://www.sekorm.com/doc/300256.html.
CSU38M20 :https://www.sekorm.com/doc/1655916.html.
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产品型号
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品类
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CH
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SHDN
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Vᴄᴄ(Min)(V)
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Vᴄᴄ (Max)(V)
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Vᴏs(mV)
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Iq/CH(μA、nA、mA)
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Iʙ(pA)
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GBP(MHz、kHz)
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SR(V/ms、V/μs)
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Eɴᴏɪsᴇ(nV/√Hz、μVᴘᴘ)
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Package
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SGM8545
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低功耗运算放大器
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1
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N
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2.1
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5.5
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3.5
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48μA
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0.5
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1.1MHz
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520V/ms
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27nV/√Hz
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SOT-23-5
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产品型号
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品类
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VOUT(V)
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VIN (Min)(V)
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VIN (Max)(V)
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IOUT(mA)
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DropoutVoltage(mV)
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PSRR (dB)
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Package
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SGM2300
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High Reliability LDOs
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1.5, 1.8, 2.5, 2.8, 3.0, 3.3, 3.6, 5.0, Adj
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4
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18
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50
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1750
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SOT-23-5 SOT-23
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