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使用微控制器的功能在緊湊型設(shè)計(jì)中快速實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)鏈

1873393 2022-11-25 | pdf | 240.73KB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

許多物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 設(shè)計(jì)都依賴模擬電路來滿足應(yīng)用對(duì)傳感器和執(zhí)行器信號(hào)調(diào)節(jié)、電流控制和其他功能的獨(dú)特要求。盡管專用信號(hào)鏈 IC 可以滿足這種需求，但成本和空間受限的設(shè)計(jì)需要一種方法來以更少的部件提供這種功能，同時(shí)仍然滿足性能要求。許多物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 設(shè)計(jì)都依賴模擬電路來滿足應(yīng)用對(duì)傳感器和執(zhí)行器信號(hào)調(diào)節(jié)、電流控制和其他功能的獨(dú)特要求。盡管專用信號(hào)鏈 IC 可以滿足這種需求，但成本和空間受限的設(shè)計(jì)需要一種方法來以更少的部件提供這種功能，同時(shí)仍然滿足性能要求。為了滿足這一需求，出現(xiàn)了微控制器，它們通過集成模擬外設(shè)（例如模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 和比較器）簡(jiǎn)化了這種傳感器和執(zhí)行器接口的性質(zhì)。然而，直到最近，工程師通常仍需要添加模擬部件來提供大多數(shù)設(shè)計(jì)所需的信號(hào)調(diào)節(jié)或輸出緩沖。為了滿足這一需求，出現(xiàn)了微控制器，它們通過集成模擬外設(shè)（例如模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 和比較器）簡(jiǎn)化了這種傳感器和執(zhí)行器接口的性質(zhì)。然而，直到最近，工程師通常仍需要添加模擬部件來提供大多數(shù)設(shè)計(jì)所需的信號(hào)調(diào)節(jié)或輸出緩沖。通過在微控制器上添加這些模擬信號(hào)調(diào)理電路，開發(fā)人員現(xiàn)在擁有一種有效的方法來配置這些組件，只需操作幾行代碼即可滿足可穿戴設(shè)備和其他物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的廣泛模擬接口要求。通過在微控制器上添加這些模擬信號(hào)調(diào)理電路，開發(fā)人員現(xiàn)在擁有一種有效的方法來配置這些組件，只需操作幾行代碼即可滿足可穿戴設(shè)備和其他物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的廣泛模擬接口要求。本文將討論互聯(lián)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備對(duì)前端模擬信號(hào)調(diào)理的需求。然后將介紹一類具有高度集成模擬功能的微控制器，并展示如何應(yīng)用它們。本文將討論互聯(lián)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備對(duì)前端模擬信號(hào)調(diào)理的需求。然后將介紹一類具有高度集成模擬功能的微控制器，并展示如何應(yīng)用它們。將傳感器連接到微控制器將傳感器連接到微控制器傳感器設(shè)計(jì)通常需要一個(gè)或兩個(gè)放大器在到達(dá)微控制器的 ADC 輸入之前調(diào)節(jié)傳感器輸出信號(hào)。用于心率監(jiān)測(cè)的脈搏血氧儀等更復(fù)雜的設(shè)備需要多個(gè)信號(hào)鏈來生成 LED 激勵(lì)波形、轉(zhuǎn)換光電二極管輸出并最終提取脈搏數(shù)據(jù)（圖 1）。即使是工業(yè)應(yīng)用中通常用于將傳感器連接到可編程邏輯控制器的簡(jiǎn)單電流環(huán)路電路，也需要額外的器件來驅(qū)動(dòng)和控制電流輸出。但是，通過使用傳感器設(shè)計(jì)通常需要一個(gè)或兩個(gè)放大器在到達(dá)微控制器的 ADC 輸入之前調(diào)節(jié)傳感器輸出信號(hào)。用于心率監(jiān)測(cè)的脈搏血氧儀等更復(fù)雜的設(shè)備需要多個(gè)信號(hào)鏈來生成 LED 激勵(lì)波形、轉(zhuǎn)換光電二極管輸出并最終提取脈搏數(shù)據(jù)（圖 1）。即使是工業(yè)應(yīng)用中通常用于將傳感器連接到可編程邏輯控制器的簡(jiǎn)單電流環(huán)路電路，也需要額外的器件來驅(qū)動(dòng)和控制電流輸出。但是，通過使用Texas Instruments Texas Instruments MSP430FR2355MSP430FR2355 MCU 中的內(nèi)部模擬組件，開發(fā)人員可以實(shí)現(xiàn)這些設(shè)計(jì)的更緊湊版本，通常只需要幾個(gè)額外的無源組件。 MCU 中的內(nèi)部模擬組件，開發(fā)人員可以實(shí)現(xiàn)這些設(shè)計(jì)的更緊湊版本，通常只需要幾個(gè)額外的無源組件。圖 1：用戶期望在更緊湊的產(chǎn)品中提供更多復(fù)雜功能，這意味著開發(fā)人員需要大幅減少部件數(shù)量以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的信號(hào)路徑，例如用于脈搏血氧儀的這一路徑。（圖片來源：德州儀器）圖 1：用戶期望在更緊湊的產(chǎn)品中提供更多復(fù)雜功能，這意味著開發(fā)人員需要大幅減少部件數(shù)量以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的信號(hào)路徑，例如用于脈搏血氧儀的這一路徑。（圖片來源：德州儀器）集成模擬元件集成模擬元件Texas Instruments MSP430FR2355 MCU 基于 16 位 RISC 處理器內(nèi)核，提供許多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備設(shè)計(jì)通常所需的全套功能。作為 TI