【应用】国产32位MCU用于工业DTU，最高工作主频144MHz，功耗低至81.5μA@3.3V
随着国家政策的倾斜和扶持，智慧农业、智慧城市的概念持续火热，各类传感器技术纷纷大规模应用在不同的领域中。随之而来的就是DTU（Data Transfer Unit 数据传输单元）的需求与日俱增。作为各类传感器交互的“中枢大脑”，DTU肩负了相当繁重的任务，所以需要对MCU的资源有相当大的需求。由于疫情等原因，国外主流品牌的高性能MCU的价格均出现大幅度的涨价和严重的缺货。
近些年，国产MCU品牌发展势头迅猛，品质和性价比均有飞速的提升。其中，国民技术作为其中的佼佼者，尤为亮眼。基于上述背景，在本设计中，选用了国民技术当前主推的高性价比32位MCU——N32G455系列，其内部采用高性能32位ARM Cortex M4F内核，集成浮点运算单元（FPU）和数字信号处理（DSP），最高工作主频144MHz，集成最高达512KB Flash和144KB SRAM，可以稳定工作于-40℃~+105℃的工业级温度范围。最重要的，当然是超低的价格和稳定的供货，是进行产品设计的最优选择。基于需求评估，本设计最终选用N32G455REL7。
在应用中，常规外围应用连接与国外主流品牌并无差异，对于工程应用迁移相当友好，便于快速开发和减少出错。在本设计中，应用到ADC，Uart，SPI，I²C等多种外设资源。不得不提的是其低功耗的表现。由于DTU在某些应用场合中，也要考虑低功耗，以减少系统整体的消耗，以便应用电池供电。N32G45REL7规格书标称在STOP0模式下可低至150μA@3.3V的静态电流，而在产品上应用其实测功耗比标称值还要低不少。在定位为高性能MCU中，能有如此表现，实属不易。
但在设计中，笔者还是遇到一些小坑，在本文中分享给各位读者，避免在新产品设计上踩雷。
首先，N32G455的IO并不是都是5V容忍的，而是大多数都是3.3V容忍，所以在使用的时候需要特别注意，避免因为输入电压过高而造成系统异常，甚至损坏。
然后，其Uart接口，如果使用一般的USB转TTL小工具进行直连，即使你不给MCU供电，也会让MCU直接运行起来。原因是USB转TTL工具的TX是推挽输出且处于高电平状态，从单片机的RX口灌入电流，而MCU本身运行功耗不高，运行下限电压也比较低（1.8V），所以通过小工具灌电流使得MCU可以工作。在本设计中，因为需要引出外部调试接口，所以存在这个问题就会使得用户交互不那么友好。
综合上述问题，笔者在对外调试接口中间加上了电平转换电路，既可以防止灌电流使系统自动上电，也可以防止不同USB转TTL小工具之间的IO口输出电压不一样，造成电平失配或损坏的情况。
总结一下，国民技术N32G455系列MCU，性价比很高，拥有丰富的外设，强大的内核和出色的功耗参数。总体而言非常适合在工业级和高要求的产品中应用。国产的MCU呈现百花齐放的姿态，随着技术的发展和提升，假以时日并不一定会弱于国外主流大厂。笔者对于国民技术N32G455系列MCU在本设计中的表现还是颇为满意，后续将会进一步应用到其他类型产品。
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产品型号
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品类
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内核
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主频（MHz）
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Flash（KB）
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SRAM（KB）
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I/O
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工作电压（V）/工作温度（°C）
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高级定时器
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通用定时器
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基础定时器
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低功耗定时器
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RTC
|
PWM
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互补PWM
|
ADC个数x精度
|
ADC通道数
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DAC
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USART/ISO7816/LIN
|
UART/LIN
|
SPI/I2S
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I2C
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CAN-FD
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DMA/通道数
|
Cryptographic algorithm
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封装
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SPQ(PCS)
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|
N32H487REL7
|
高性能MCU
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Arm® Cortex®-M4F
|
240
|
512
|
196
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54
|
1.8V~3.6V/-40~+105°C
|
3
|
10
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2
|
2
|
1
|
47
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30
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4x12bit
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26
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2x12bit
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4
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4
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5/2
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4
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3
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2/16
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DES/3DES、AES、SHA1/SHA224/SHA256、SM3、SM4、MD5、CRC16/CRC32、TRNG
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LQFP64
(10mm*10mm)
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160/盘
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选型表 - 国民技术 立即选型
N32H487xE产品简介
型号- N32G487 系列,N32H487XE,N32H487REL7,N32H487VEL7,N32H487,N32G487,N32H487ZEL7,N32H487 系列
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