【应用】3*3mm！小体积低功耗MCU助力管状电机设计

时间： 2019-07-16 来源：世强作者：风起云扬

技术问答

在诸如公司、工厂、医院等地所用的窗帘，一般都会采用卷帘形式。而随着技术的进步，及为了控制方便，大家普遍会用电机来驱动，并采用无线遥控方式来控制。

而在这类应用中，由于受限于窗帘体积小等原因，一般又会采用管状电机。管状电机的特点是，内部空间小，电池供电，并通过无线同遥控端通讯。因此在选择主控制芯片上，便给管状电机设计者提出了如下的要求：小体积，低功耗，带通讯校验功能，等等。

世界知名的精密混合信号器件方案提供商SILICON LABS，新近推出的EFM8SB10系列MCU因着下述的四大重要优势，可以很好地满足在管状电机驱动中的应用。

优势一：超低功耗
EFM8SB10在正常工作模式下，功率密度仅为88uA/MHz（VDD = 1.8~3.6DCV, T = 25 °C,fSYSCLK > 14 MHz），在8位MCU中，可谓鹤立鸡群！更重要的是EFM8SB10支持休眠模式，在SLEEP模式下，功耗更低至40nA（端口匹配唤醒），或300nA（RTC唤醒），而且仅用2uS即可快速唤醒。

如下图1所示，在"24.5M工作"'"休眠"'"唤醒（2uS）"'在"24.5M工作"'。。。工作模式的循环下，可实现极低的平均功耗。MCU的极低功耗最直接的好处就是，可有效降低管状电机的电池使用成本。

图1：EFM8SB10通过工作模式循环实现低功耗

优势二：体积小
包括EFM8SB10在内的Silicon Labs所有产品线产品，"小体积"一直是其重要的特征之一。依据支持的管脚的不同，EFM8SB10采用了小体积化的QFN-20、QFN-24封装，对应的体积分别为3*3mm，或4*4mm。这很好地满足了管状电机因内部空间小而希望MCU体积小的要求。

图2：EFM8SB10的封装，QFN-20、QFN-24

优势三：自带CRC硬件外设
由于采用无线遥控方式来控制，因此管状电机需要同外部通讯。在通讯中，通常用到比较成熟的CRC校验来防止数据出错。CRC校验可由软件或硬件两种方式实现。

图3：EFM8SB10 CRC外设结构框图

EFM8SB10内部集成了硬件CRC。图3是EFM8SB10内部集成硬件CRC外设的结构框图。当配置完成后，放入数据，读出输出，只需要约3个系统时钟，就可以实现一次CRC操作。与传统通过软件计算的方式相比（约500个系统时钟），可以明显的节省MCU资源，提高MCU处理任务的速度，也可以间接节省系统功耗。

综上所述，EFM8SB10在功耗、体积上有着明显的优势。并且，它还集成了用于校验通讯数据的CRC硬件外设，在管状电机控制的应用中犹如神来之笔。
另，如下是EFM8SB10功能的总结，可供读者更加全面的了解该芯片。

EFM8SB1 突出特征汇总如下：
内核：
• 流水线式CIP-51内核
• 与标准8051指令集完全兼容
• 70%指令的执行时间为1-2系统时钟周期
• 25 MHz最高工作频率
存储：
• 最高8kB闪存，可在系统内对固件重新编程；
• 最高512字节RAM（包括256字节标准8051 RAM和256字节片上XRAM）
通信和数字外围设备：
• UART
• SPI主/从
• SMBus/ I2C主/从
• 16 位CRC单元，支持256字节边界内闪存自动CRC校验
模拟：
• 电容感测（CS0），最小1fF分辨率，16位精度，1fF~480pF的量程
• 可编程参考电流（IREF0）
• 12位AD转换器（ADC0）
• 1个低电流模拟比较器
封装：
• 支持的封装形式：QSOP24、QFN24、QFN20和CSP16

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土木 Lv7. 资深专家 2017-10-31

好东西，收藏了
zyl Lv8. 研究员 2017-10-29

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