【应用】这款8位MCU“一手包办”空气净化器的容性触摸按键

时间： 2019-09-05 来源：世强作者：风起云扬

技术问答

雾霾，主要由二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物这三项组成。众所周知，这些成份对人体危害巨大。空气净化器，可有效降低室内有害气体及雾霾的浓度，是人们改善居住环境空气最直接、最有效的手段！目前空气净化器市场空间巨大，生产参与者众多。在激烈的竞争环境下，若想在市场上抢占商机，那么，产品不仅要性价比高，还必须要有亮点。如何做到这一点，无疑是对生产者和设计者的极大考验！

SILICON LABS是世界知名的精密混合信号半导体器件方案提供商，新近推出的一款MCU产品EFM8SB10F8，以其特有的功能、性能及价格的优势，在空气净化器产品中，有着非常独到的应用。

如下图1，空气净化器控制部分一般由显示系统、主控系统、通讯系统、传感系统、电源系统和电机驱动系统六个部分组成。其中，在容性触摸应用、传感器的驱动上，可由EFM8SB10F8"一手包办"，并将数据汇总给主控系统，起到一个智能前端的作用。如下，详细给出选择EFM8SB10F8的关键理由。

图1：空气净化器结构框图

选择理由一：EFM8SB10F8集成了非常优秀的容性检测功能，可显著增加产品的"亮点"！
EFM8SB10F8可支持最多14个电容检测通道，16位精度，最小分辨率为1fF，量程宽达1fF~500pF，对于16位转换精度，单次转化时间也仅为33uS（典型值）。非常适合做容性触摸按键，滑条，飞梭功能。而且，因为该容性触摸外设灵敏度高，触摸点还可以通过采用矩阵或编码的设计方法，大幅减少IO口的占用（原理如下图2）。

图2：通道复用示意

另外，容性触摸按键背后，如果再辅以背光功能，则会使触摸按键在方便、灵活的基础上，更增加几分酷、炫的感觉，且方便夜光操作，使产品更具亮点！

图3：带背光功能的容性触摸按键

选择理由二：EFM8SB10F8功能丰富，性能优秀。
较其他MCU，EFM8SB10F8不仅功能丰富，而且性能优秀，具体表现为接口多、模拟性能优秀。
1）接口多

内置了UART/SPI/IIC/SMBus等常用通信接口，为驱动空气净化器多个传感器提供了可能；

2）模拟性能优秀

内置了精度高达12位的ADC，且最高位转化速率为8.33MHz。

选择理由三：EFM8SB10F8集成度高、系统成本低。
Silicon labs采用先进的技术及工艺，使得EFM8SB10F8集成了多个辅助电路，而同时体积不仅没有变大、反而变小。

内部集成了振荡器电路：±2%高精度、24.5MHz震荡电路，可完全满足UART等异步通讯需求。

无需再加外部晶体，不仅减少了PCB体积，更节约了成本，满足空气净化器的高性价比要求。

采用QFN-20或QFN-24等封装形式，芯片自身体积仅3*3mm或4*4mm大小，另加上省去的外部晶体及外部复位电路等，使得系统体积非常小。这除了给空气净化器智能传感器前端的小型化设计提供了可能，并还可以有效地降低空气净化器的系统成本。

另外，Silicon labs还免费提供可以开发EFM8及EFM32全部产品的先进软件平台simplicity studio。该平台集成了如GUI操作配置、功耗评估、变量图形化显示【调试中】等工作软件，可以使攻城狮们更轻松、更快速地开发空气净化器，使产品快速占领市场、抢得财富先机。

综上所述，EFM8SB10F8功能丰富、性能优秀，可以使空气净化器设计得更酷、更炫，更能吸进客户的眼球。另，其高集成度、小体积，可实现超高的系统性价比。因此，相对同类MCU，EFM8SB10F8有着巨大的优势，是空气净化器的传感器前端应用的理想选择！

另，如下是EFM8SB10F8功能的总结，可供读者更加全面的了解该芯片。
• 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；
25MHz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。

• 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。

相关技术文档：

Silicon Labs EFM8SB1 8位MCU数据手册详情>>>

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 0
| 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（0）

暂无评论

【应用】超低功耗MCU，最大限延长有源RFID电池使用寿命

如何设计出优良射频性能的RFID，低功耗是最大限度延长电池使用寿命是重中之重。

新应用发布时间 : 2019-08-29

【应用】超低功耗8位MCU在无线校园卡系统上的应用，睡眠电流仅0.5uA！

芯科EFM8SB1系列MCU具有的0.5uA 睡眠电流以及3mm*3mm超小封装可以非常好地满足校园卡对功耗和小封装两个苛刻要求。

新应用发布时间 : 2019-07-27

【应用】超低功耗8位MCU在远程无线联网报警系统中的应用

节点设备对于MCU的性能要求不是太高，8位MCU就能满足需求，一般更看重MCU的小体积和低功耗。

新应用发布时间 : 2019-07-16

8位单片机EFM8的烧录器有哪些？

8位单片机EFM8系列采用C2调试接口，常见的烧录器有：1，官方的EFM8 STK、USB Debug Adapter、ToolStick。2，第三方的U-EC2/6、WizPro200EFM(支持EFM8和EFM32)等。

技术问答发布时间 : 2016-10-25

【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

【应用】国产8位MCU CSU38M20用于空气净化器，集成度高有效降低成本

空气净化器上推荐芯海科技8位MCU CSU38M20为主控，支持工业级工作温度范围-40至+85℃，工作电压范围2.2~5.5 V，集成时钟振荡器、3组互补式PWM输出、1个模拟比较器、最多26通道的12位ADC，有效降低成本，简化开发难度。

应用方案发布时间 : 2021-04-26

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

【技术】预安装BOOT的新一代的8位MCU

Silicon labs的EFM8系列MCU是C8051F的升级换代产品。较C8051F不同的是，其在出厂时已经固化好BOOT程序。

技术探讨发布时间 : 2019-07-11

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

8位单片机EFM8BB21F16可以使用哪些仿真器，与C8051F系列有什么不同？

8位单片机EFM8系列MCU仍然使用了C2接口，所以C8051F使用的仿真器都可以与其通信。目前有如下类型： 1、EFM8 STK 上的J-Link，这种仿真器由Segger开发。 2、Silabs的UDA、第三方的仿真器。 3、Silabs的TOOL STICK。

技术问答发布时间 : 2017-10-10

使用8位单片机EFM8BB21F16G开发，同时使能了外部中断INT0和PCA输入捕捉中断，发现PCA计数器的计数值与输入脉冲的周期不符，关闭INT0的话就正确，请问这是什么原因？

造成这种现象一般是因为INT0的触发方式配置成了电平触发，由于INT0的默认中断优先级高于PCA中断，如果是电平触发则会长时间占用INT0的中断服务函数，影响PCA中断服务函数的执行。将INT0的触发方式改为边沿触发可以避免这种现象。

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