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EFM32应用方案之线数传模块 |
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作者：北高智技术团队 蔡珩 |
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由于传统的有线数据传输具有成本高，建设周期长，环境适应能力差的缺点，无线数据传输逐渐发展起来。目前无线数据传输已广泛地运用在车辆监控、遥控、遥测、小型无线网络、无线抄表、门禁系统、工业数据采集系统、无线标签、身份识别、小型无线数据终端、安全防火系统、生物信号采集、水文气象监控、无线232数据通信、无线485/422数据通信、数字音频、数字图像传输等领域中。
无线数据传输分为专用无线数据传输系统（433/479MHz频段或2.4G等免费ISM频段）和借用CDPD、GSM、CDMA等公用网信息平台。
系统结构
EFM32是由挪威Energymicro公司采用ARM Cortex-M3内核设计而来的高性能低功耗32位微控制器。它具有突出的低功耗特性，适用于“三表”（电表、水/热表、气表）、工业控制、警报安全系统、健康与运动应用系统、手持式医疗设备以及智能家居控制等领域。
图1是无线数传模块的结构框图，包括供电电源，存储模块，无线IC，主处理器。
变送器结构框图
●供电电源
无线数传模块一般从上位主机中取电，EFM32的工作电压为1.8~3.8V，工作电压范围比较宽，在一些3.6V的电池供电系统中无需前端添加LDO芯片。
●存储模块
根据存储数据量选择不同的EEPROM。在存储数据量较小的情况下可以选择使用EFM32内部的Flash进行模拟EEPROM，节省存储IC。
●主控制器
根据功能需求可配置不同型号的EFM32芯片作为主控MCU。本应用选用EFM32TG110作为主控，它的封装为QFN24，Flash和RAM资源分别从8~32KB和2~4KB，带有2路ADC，1路DAC，2个比较器及1个运放。
●无线IC
根据数传模块的传输要求选择不同频段的RF芯片或GPRS模块，一般采用SPI通讯。
方案优势
相对于传统的8位、16位单片机实现的无线数传模块，基于EFM32实现的本方案具有以下优势：
●超低功耗
EFM32是全球最低功耗的32位微控制器，RTC、DMA可运行的EM2模式下，功耗电流仅为900nA，不运行RTC的模式下可低至600nA，而在不保存RAM数据时更是只有20nA。同时，片上更是集成了低功耗外设：低功耗UART及I2C可运行于EM2模式下，可在CPU睡眠模式下实现数据的收发及数据识别唤醒。由于无线数传模块由上位主机取电，对功耗有一定的要求，因此EFM32的低功耗具有明显的优势。
●后续EFR产品
Energy Micro后续会推出RF与MCU的SOC产品，在连续接收模式下只有4mA，在433MHz 0dBm的发送功率下5mA，10dBm时为14mA，最大输出功率为17dBm。最大接收灵敏度为-121dBm 。
总结
EFM32具有优异的低功耗特性，非常适合于对于低功耗有要求的无线数传模块的应用。EFM32内核采用目前流行的Cortex-M3设计，极大地缩短了开发者的开发时间。EFM32具有丰富的外设，为系统扩展功能及降低成本提供了条件。因此，EFM32非常的适合于无线数传模块。(end)
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(3/30/2012) |
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