當(dāng)TDC-GP22遇到ARM CortexM3

　　下圖4為世強開發(fā)的低功耗超聲波滴水表方案的系統(tǒng)框圖，主要由3個部分組成：換能器、TDC-GP22以及以EFM32TG840Fxx為核心的控制電路部分。世強的方案具有如下特點和優(yōu)勢：1、量程比：1:125;2、平均功耗： < 30 uA;3、始動流量：< 2 L/h;4、單節(jié)3.6V鋰電池可工作6+1年;5、接口輸出：紅外，M-BUS。

　　其實，TDC-GP22已經(jīng)具備了非常低的功耗特性(靜態(tài)電流：<0.1uA@85℃;休眠電流：1uA(32K持續(xù)工作下))，不過當(dāng)TDC-GP22遇到基于ARM CortexM3的超低功耗EFM32TG840Fxx系列MCU，在功耗表現(xiàn)上就表現(xiàn)得更加完美了，這正是世強推出圖4超聲波水表方案最初的器件選擇考量因素。

　　由于系統(tǒng)中控制器通常是耗電大戶，所以要降低整個系統(tǒng)的功耗，超低功耗的MCU是必需的。EFM32系列MCU是Silicon Labs公司推出的超低功耗ARM，該系列產(chǎn)品只有現(xiàn)有8位、16位、32位MCU的四分之一功耗，并且具有豐富的外設(shè)接口。EFM32TG840是屬于EFM32系列MCU中的 Tiny Gecko系列產(chǎn)品。

　　EFM32系列MCU在活動模式下執(zhí)行來自Flash的實際代碼時耗電量為150μA，在深度睡眠模式下為900nA，在shutoff模式下為20nA。芯片的休眠模式喚醒時間低于2μs，供電電壓范圍可達1.8～3.8V。

　　外設(shè)方面EFM32除了提供基本的AD模塊、DA模塊、模擬比較器、UART/SPI/IIC接口、外部總線接口等，還提供了特色的低功耗的外設(shè)，包括低功耗的UART和定時器。EFM32的獨特的“peripheral reflex system(周邊反射系統(tǒng))”(PRS)可與標準的32 位ARM 總線并行，PRS 可使EFM32外設(shè)自主運行和交流，無需CPU干預(yù)，可延長CPU睡眠時間并節(jié)省大量能源。此外EFM32系列產(chǎn)品還集成了LCD控制器、RTC、LESENCE接口、AES模塊等。

　　基于Cortex-M3內(nèi)核的EFM32系列MCU產(chǎn)品，內(nèi)核強大的運算能力減少MCU工作狀態(tài)時間，150μA/MHz的超低運行功耗，配合EMF32獨特的低功耗外設(shè)，超聲波水表的電池8年不用更換將成為可能。同時EFM32系列MCU的高集成度，進一步降低客戶的系統(tǒng)成本。

　　小結(jié)

　　TDC-GP22超聲芯片的高集成度使得外圍電路的設(shè)計更加簡單，低功耗高性能的MCU極大延長了電池續(xù)航時間。加上世強可提供超聲波水表的一站式解決方案(包括完整可行的軟件、原理圖、PCB示例、技術(shù)支持)，無疑為水表企業(yè)更快地搶占創(chuàng)新先機做好了鋪墊開發(fā)和上市。