兼顾性能与功耗的扫地机器人主控方案

2019-09-03 世强
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扫地机器人是近几年兴起的一种可以自动清扫地板的智能家用电器,它具有独立的动力系统和方位传感器,能在房间自动完成扫地、拖地及地板养护等工作,具有路线规划、防撞防跌、自动报警、远程监控等功能。因其操作简单,使用便利,扫地机器人已慢慢普及,成为现代家庭的常用家电用品。


扫地机器人系统框架

扫地机器人一般由四个部分组成:电源、传感器、电机驱动及主控器。电源部分包括充电器、锂电池保护、内部降压电路,为系统及电机供电,控制电池的充放电。传感器用于检测扫地机器人位置,检测障碍物等用途。扫地机器人中行走、扫地、拖地、吸尘等部分会使用到电机,这些电机由专门的驱动电路进行驱动。主控器用于系统控制,包括传感器检测、驱动控制、人机交互等,是系统的核心,需要低功耗、接口丰富、高运行速度及数据处理等性能,在这里推荐一款32位EFM32WG系列的MCU,它采用Cortex-M4内核,48MHZ运行速度,具有丰富的通讯接口:UART/SPI/I2C,非常适合扫地机器人的应用。


图1:扫地机器人框架图


EFM32WG380F256在扫地机器人中的应用

EFM32WG380F256属于EFM32WG系列,是EFM32中采用Cortex-M4内核的产品系列,其具有256K FLASH及32K RAM存储器,满足扫地机器人对存储器的需求。该系列采用低功耗工艺,对低功耗性能做了极大的优化,非常适合扫地机器人这类电池供电的应用。EFM32WG380F256全速运行时耗电流为225uA/MHZ,deep sleep模式为0.95uA,shutoff模式甚至低至0.02uA。


EFM32WG380F256内置FPU浮点运算单元,在保证低功耗的情况下,兼顾数据处理性能,能保障扫地机器人中的位置、路线规划等算法处理的需求。EFM32WG380F256具有LCD驱动模块,可以支持8*36段LCD,该模块可用于扫地机器人的人机交互显示,另外,它的EBI接口,可以直接驱动TFT屏,同时EFM32WG380F256支持emWin等GUI图形库,可以为扫地机器人提供更丰富的人机界面。


在扫地机器人应用中,EFM32WG380F256能实现超低功耗,同时兼顾数据处理性能,并提供丰富的显示接口,及多种通讯接口,为该应用提供了一个高集成度、兼顾性能与功耗的优化解决方案。



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  • 铭铭 Lv4. 资深工程师 2019-11-16
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