【应用】集成8051内核低功耗8位MCU EFM8BB21F16G,可为智能扫地机器人提供更高要求的解决方案
随着科学技术的进步和社会发展,特别是受生活节奏的加快和工作压力的增大影响,人们希望更多地从繁琐的家庭日常清洁事务中解脱出来。这无疑是清洁机器人进入家庭的市场诉求,市场占比达到96%以上。扫地机器人作为清洁机器人的一种,其针对的目标用户是所有家庭,其存在的目的是为了使人们从繁琐的日常地板清洁工作中解放出来,它迎合了市场的需求。
图1 智能扫地机器人实物图
前期的扫地机器人主要以改进扫地效能为主。现阶段,扫地机器人在保证提供较优良的清洁效果后,正逐步转向多传感器融合、导航、路径规划等智能化核心技术的发展方向上,这对其主控MCU性能提出了更高的要求。智能扫地机器人可以分为三部分:传感器、控制器、执行器。扫地机器人的控制器好比人的大脑,要把传感器部分传递过来的信号送入决策系统,进而决定机器人对外部信号的反应,再将控制信号发给执行器部分。因此,存储容量、MCU 性能和功耗的因素对于智能机器人有至关重要的影响。本文推荐SILICON LABS的8位MCU——EFM8BB21F16G,其属于Busy Bee系列,相对于其他产品来说,具有极低功耗、高处理速度、优异的闪存配置等优势,可为智能扫地机器人提供解决方案。
图2 EFM8BB21F16G-QFN20功能模块
对智能扫地机器人来说,由于其采用锂电池供电,更充沛的电能意味着其具有更出色的续航,单次充电可打扫的面积更多。因此,其MCU的选择上,功耗是一个重要参考要素。而EFM8BB21F16G-QFN20基于低功耗平台构建,相比于其他竞品它需要的CPU干预操作更少,从而降低了CPU的运行负荷。极低的功耗可以使EFM8BB21F16G-QFN20具有较长的工作时间,保障了智能机器人的使用时长和电池寿命。
另外,智能扫地机器人通常具备路径规划,自动返航等功能,这对MCU的运算能力提出了更高的要求。在数据处理速度上,EFM8BB21F16G工作频率可达50MHz,且内部集成分辨率达12bit的SAR型A/D转换器,最高速率可达800kbps(10bit模式),通过内置的模拟多路复用器,可实现对外部多达20个模拟输入的处理,方便MCU处理比较结果;同时其集成温度传感器,能够实时监控智能扫地机器人运行温度,防止异物卡死或电机异常造成的电机高温损毁,电气可靠性和安全性较高。
在内存上, EFM8BB21F16G包括16kB闪存,2.25 kB RAM。同时,其采用高效的8051内核,极具成本效益,是嵌入式应用的最佳选择。EFM8BB21F16G-QFN20 采用QFN20封装,尺寸仅为3mm*3mm,通过将先进的模拟和增强型高速通信外设集成到小型封装中,提供高价值同时节省设计空间,使其成为空间受限应用的理想选择。
Silicon Labs的EFM8BB21F16G微控制器凭借超小封装、极低功耗、高处理速度等出色性能,能够快速高效的处理任务,实现智能扫地机器的快速响应。为智能扫地机器人提供理想解决方案。
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