【应用】芯科科技的超低功耗32位单片机助力物联网燃气表，降低电池成本
因信息化的需要及技术的进步，燃气表正全面向电子化、无线化方向快速发展，如下图1，“物联网燃气表”是其中典型的代表。而在设计中遇到的挑战是，为实现“物联网”，引入了NB、BT等耗电大户，为此，在满足“燃气表要使用10年”行业要求下，大大增加了电池的使用成本！
图1 物联网燃气表内部结构框图
世界著名精密混合信号芯片解决方案提供商美国SILICON LABS（芯科实验室），推出了一款超低功耗32位单片机EFM32TG11B520F128GM80，工作电流低、待机电流低，相关外设及工作机制也支持低功耗，可极大降低物联网燃气表功耗，减少电池选用成本。
包括32位单片机EFM32TG11B520F128GM80在内，EFM32TG11系列单片机拥有优秀的低功耗特性，这使得物联网燃气表能允许使用容量较小、成本更低的电池。详细的，它主要是通过运用如下3个技术及措施，获得了优秀的低功耗优势。
1、可提供6种功耗模式，功耗模式丰富，且各模式下绝对功耗低。
如下图2，其中，EM4模式下功耗仅70nA。另外，当从EM3深度休眠模式唤醒到EM0全速工作时，仅需2uS、唤醒时间快，同样可以实现低功耗的效果。在此特性下，通过“工作”à “休眠”à唤醒à “工作”à。。。工作模式循环，可使单片机获得极低的平均功耗。
图2 EFM32TG11系列单片机6个模式下功耗及该模式唤醒到EM0模式所花时间
2、外设功耗低，并可通过特有的“外设反射”系统一步降低功耗。
EFM32TG11系列单片机模拟外设，如ADC,12位、500ksps、内部1.25V参考电压，功耗仅125uA，模拟比较器，仅0.05uA等；而数字外设，其中常用的低功耗串口LEUART，功耗仅150nA，等，可见，这些外设自身功耗都有相同的优势。
另外，比较特别的，EFM32TG11系列单片还提供了“外设反射系统”，在该系统作用下，当EFM32TG11处于低功耗模式时，通过外设间的配合，会尽可能地让MCU内核处于休眠状态而不影响外设工作，使得MCU获得更低的平均功耗。 如下图3，就是“外设反射系统”应用实例。
图3 当MCU休眠时、Timer0通过PRS触发ADC0启动采样
3、“Energy Profiler”开发工具，是低功耗设计的强大助手。
为了让工程师在开发EFM32时能够实时掌握功耗情况，silicon labs在studio中集成了“Energy Profiler”功耗评估工具（如下图5）。通过同STK共同使用，它可以实时记录功耗曲线，可以标示某一时刻功耗，还可以计算某一段时间的平均功耗。另，它还可以通过STK给自己板子供电、从而测试自己板子的功耗。总之，“Energy Profiler”在系统开发中，可让工程师做到对系统功耗“心中有数”，能从源头把控低功耗设计。
图4 energy profiler
如下图5，32位单片机EFM32TG11B520F128GM80集成了丰富的外设，这其中包括物联网燃气表常用的片上时钟振荡器、片上DCDC、LCD控制器、ADC、LEUART、USART等，丰富的片上资源，除了能实现强大的功能，更能减少外扩外设，实现系统低成本。
图5 EFM32TG11B520F128GM80集成了丰富的外设
综上述，Silicon Labs 32位单片机EFM32TG11B520F128GM80，具有优秀的系统低功耗特性，在同等使用时间长度内，可大大减少燃气表配套锂电容量、降低配套电池所需成本，再加之它集成了丰富的片上资源，使得32位单片机EFM32TG11B520F128GM80非常适宜用于物联网燃气表。
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电子商城
品牌：EPSON
品类：32-bit Single Chip Microcontroller
价格：￥35.1261
现货： 4,800
现货市场
品牌：SILICON LABS
品类：Switch Hall Effect Magnetic Position Sensor
价格：￥2.2924
现货：150,000
服务
可定制PCB最高层数：32层；板材类型：罗杰斯高频板/泰康尼高频板/ZYF中英天线板/F4B高频板/高频电路板/高频混压板/高频纯压板等；最大加工尺寸：609*889mm。
最小起订量： 1 提交需求>
可加工PCB层数：4~32层，加工板材：多层板/HDI板/FR4板/高频板/高速板/高温板/铜基板/铝基板/陶瓷基板/软硬结合板，成品尺寸：3~1100mm，板厚：0.15-80mm，最小孔径：0.1mm，铜厚：最高14oz。
最小起订量： 1 提交需求>
授权代理品牌：集成电路
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