【应用】EFM8SB10F8G-QFN24低功耗8位MCU在低成本油箱液位检测器中的应用

时间： 2019-04-04 来源：Silicon Labs

技术问答

对于物流运输公司而言，燃油是一笔巨大的开支，非正常耗油（偷油，漏油等）是运输业的财务隐患，因此需要实时监控车辆油耗的变化，以此来达到提高油耗公司层面管理的目的。EFM8SB10F8G-QFN24是SILICON LABS推出的一款8位创新型MCU，属于其旗下Sleepy Bee系列产品，采用低能耗技术，具备很短的唤醒时间，内核采用经典的8051，具有小体积，低功耗，成本低，是油箱液位检测器的最佳选择。本文为客户推荐的低成本油箱液位检测方案正是基于该款芯片而来，其产品应用框图如下。

图1 油箱液位检测电路框图

从框图可知，油箱液位检测产品主要通过EFM8SB10F8G-QFN24的内置电容传感器检测不同液位产生的电容值从而推知油箱的剩余油量，该功能不受介质变化影响。该特点是整个方案的独特之处，由于不采用外置液位传感器可以大大节省成本，MCU芯片内置模拟电容感测模块（CSO），通过在油箱不同液位放置检测电容即可实现功能，因此通用于汽油，柴油等不同介质。

MCU的CSO模块可以自动扫描逐个检测引脚电容，内部使用硬件自动累计平均，同时内部有多个转换启动源，因此对于油箱液位检测来说EFM8SB10F8G-QFN24可充分保证数据实时性，完美契合功能需求。具体精度而言，其集成高分辨率电容数字转换器可检测45pF到500pF电容范围，16位精度，可精确到1fF，可以精准测量电容值，最高精度转换时间不超过50μS。对于EFM8SB10F8G-QFN24而言，其可以使用CSO相关管脚有14个，可以用于确定油箱内14个不同的液位。MCU芯片内置的12位ADC可采集油内温度和参考电容值，可以充分保证电容采集正确。

此外，交通运输应用场景属于汽车电子，而EFM8SB10F8G-QFN24也是汽车级产品，工作温度-40℃ 至 85℃，通过汽车零部件可靠性验证标准AEC-Q100，适用于运输车辆。同时此款MCU芯片功耗非常低，采用1.8~3.6V单电源供电模式，具有sleep 模式，使用内部RTC以及电源掉电时的最低睡眠电流小于 300 nA，但同时EFM8SB10F8G-QFN24也有丰富的硬件资源，Flash为8K，RAM为512字节，具有17个GPIO管脚。在封装上采用QFN24封装，节省PCB空间，开发的产品可以方便地集成到运输车辆上，产品外观如下所示。因此对于油箱液位检测而言，此款MCU在能效，简便性，性能和成本上都有着突出优势。

图2 EFM8SB10F8G-QFN24低功耗8位MCU产品外观

EFM8SB10F8G-QFN24低功耗8位MCU的产品特点

欠压时最低的 MCU 睡眠电流 (50 nA)；

最低的 MCU 有效电流（24.5 MHz 时 150 μA / MHz）；

使用内部 RTC 和停止电源供应时最低的睡眠电流(< 300 nA)；

数字和模拟外围设备超快唤醒 (< 2 μs)；

集成 LDO，以维持任何电压下超低的有效电流；

多达 14 个电容式感应通道；

EFM8SB10F8G-QFN24低功耗8位MCU的应用领域

油箱液位检测

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