【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

看到这里您是否又有项目灵感需实现，点击下面开发软件帮你忙。

Silicon Labs Simplicity Studio平台开发工具
 Silicon Labs 集成开发环境工具
 Silicon Labs 配置向导2开发工具
 Silicon Labs FLASH编程开发工具
 Silicon Labs 8位MCU Keil PK51 开发工具
 Silicon Labs ToolStick 开发工具
 Silicon Labs μVision 调试驱动程序开发工具
 Silicon Labs 生产编程器开发工具
 Silicon Labs .HEX转化.SVF开发工具
 Silicon Labs USB复位实用程序开发工具

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 2
| 转发至：

本网站所有内容禁止转载，否则追究法律责任！

全部评论（2）

土木 Lv7. 资深专家 2017-10-31

好东西，收藏了
zyl Lv8. 研究员 2017-10-29

看看

没有更多评论了

【应用】基于8位MCU的无感BLDC设计，有参考原理图、有源代码！

选用Silicon Labs的EFM8BB10作为主控器件，提供完整的参考原理图、源代码，让攻城狮，即使新手，也可以轻松实现BLDC的开发。

新应用发布时间 : 2017-07-03

【应用】0.5uA超低待机功耗MCU适用于电子烟充放电控制

电子烟采用可充电的锂电池，因此需要用单片机进行充放电管理控制，以保护电池的使用安全。

新应用发布时间 : 2017-05-19

【应用】可实现反电势过零检测的MCU，让无人机电机转动更平稳

内含12bit高性能ADC和DAC，封装3*3mm，具有数字交叉开关等功能。

新应用发布时间 : 2017-04-14

Silicon Labs（芯科科技）EFM8™ 8位MCU选型指南

目录- EFM8 microcontrollers

型号- EFM8UB20F32G,EFM8UB20F64G,EFM8,EFM8SB20F64G,SLSTK2000A,SLSTK2022A,SLSTK2010A,SLSTK2020A,SLSTK2030A,EFM8UB10F8G,EFM8SB20F32G,EFM8SB20F16G,SLTB005A,EFM8LB11F32E,EFM8UB11F16G,EFM8SB10F2G,EFM8BB21F16G,EFM8SB10F4G,EFM8LB11F16E,EFM8BB10F2G,EFM8SB10F8G,EFM8 FAMILY,EFM8LB12F64E,EFM8LB10F16E,EFM8LB12F32E,EFM8UB10F16G,EFM8UB31F40G,EFM8BB31F32G,EFM8BB31F64G,SLSTK2001A,SLSTK2011A,SLSTK2021A,EFM8BB10F4G,EFM8BB31F16G,EFM8UB30F40G,EFM8BB10F8G,EFM8BB22F16G

选型指南 - SILICON LABS - REV C - AUGUST 2018 PDF 英文下载

【经验】8位单片机EFM8BB51正确初始化ADC后不工作的问题处理经验

芯科最新推出的8位单片机EFM8BB51，EFM8BB51使用模拟部分功能(比如ADC，比较器)，客户往往会忽略AMUXCP的初始化，导致模拟功能不能使用。本文介绍AMUXCP功能的使用。

设计经验发布时间 : 2023-04-01

【经验】如何计算8位单片机EFM8LB系列PWM最高输出频率？

在电机驱动、电源发生、可调电压发生等应用中，经常需要PWM波，Silicon Labs推出的高性能、高集成度、小体积、高性价比的EFM8LB系列8位单片机，可广泛应用光模块、电机控制等领域，它支持输出PWM波。本文将详细讲解如何计算EFM8LB系列8位单片机PWM最高输出频率。

设计经验发布时间 : 2020-02-05

【应用】芯科科技新型8位MCU EFM8BB51用于无人机电调，4路16位定时器和3通道互补PWM可对电机进行精准控制

芯科科技（Silicon Labs）推出新型8位MCU EFM8BB51，具有4路16位定时器和2路8位定器，支持3通道互补PWM输出，2路模拟比较器，支持SMBus/I2C、uart/usart和SPI通讯接口。可用于无人机电调上，实现对电机的精准控制。

应用方案发布时间 : 2021-12-29

【经验】PCB布线技巧：8位单片机端口Crossbar功能的使用及配置

如果单片机自带Crossbar功能，只要软件配置调整一下各端口功能，PCB布线就会畅通。

设计经验发布时间 : 2017-08-09

【经验】基于8位MCU C8051F850的BLDC参考设计演示操作指南，也适用EFM8BB10

Silicon Labs提供有基于8位MCU C8051F850的BLDC的参考设计，这个参考设计也同样适用于EFM8BB10系列的8位MCU。本文介绍基于C8051F850(EFM8BB10) BLDC相关资料的下载地址及如何快速的搭建开发环境并演示。

设计经验发布时间 : 2018-12-05

【经验】对EFM8系列8位单片机可编程逻辑单元CLU的作用及应用的理解

Silicon Labs的EFM8系列8位单片机，集成了独特数字外设可编程逻辑单元CLU，让EFM8单片机的功能更加强大。那么，这个CLU的作用及应用是什么呢？本文将详细为你解读。

设计经验发布时间 : 2019-08-21

8位单片机EFM8系列中芯片上的UID是什么？

UID是芯片中新加的全球唯一ID，即每个芯片的ID都是不一样的，EFM8系列的MCU上都包含此ID。有两类获取UID的方式，一种通过读取RAM的特定地址获得，一种通过读取Flash的特定地址获得。在早期引入此ID的MCU上（比如EFM8BB1/SB1/SB2）这个ID为32位，在芯片复位时（PC指针被复位至0之前）被复制至RAM中特定位置，用户程序可以读取其值。此位置的RAM仍然可以由用户使用。需要注意的是如果此位置被编译器分配了变量，那么当函数执行至main()时此位置的内容会被初始化代码覆盖。EFM8UB2的UID也是此类，但其位数为128位。在新的EFM8系列MCU上（比如EFM8BB3/LB1/UB1)，UID位数为128位，存储在Flash上。

技术问答发布时间 : 2017-05-05

【经验】如何对EFM8系列8位单片机进行一次性下载两个HEX文件操作？

Silicon Labs（芯科实验室）推出的EFM8系列8位单片机被大量使用在光模块、电机控制等产量巨大的产品上。正因为量大，客户经常会问“如何提高下载效率？”的问题，尤其是用了EFM8LB的光模块客户，甚至还希望能一次性下载“bootloader HEX”+“APP HEX”两个HEX文件，可以这样操作吗？答案是肯定的，本文将为你详细讲解方法。

设计经验发布时间 : 2020-06-22

确认目标板C2接口电路正确，开发板设置为Debug out模式，开发板到目标板接线正确，但EFM8开发板Debug口仍不能识别EFM8SB10F8型号MCU，应如何解决？

在Simpilicity studio主界面，右击左边已经检测到的开发板，并选择Select Target part项目，在弹出的对话框中选择目标板的MCU型号，点击确认后即能正常识别。

技术问答发布时间 : 2017-05-05

为什么程序不能运行到Main()函数？该如何处理？

因为EFM8系列MCU的看门狗出厂时默认是打开的，当MCU在给程序变量分配RAM地址时（变量比较多）没有喂狗，故导致MCU不停的复位，最终不能进入Main（）函数。针对此问题，可以在STARTUP.A51文件中的STARTUP1：位置后面加入清除看门狗命令：anl PCA0MD，#NOT(040h))。

技术问答发布时间 : 2017-05-05