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2020年12月24日 | 如何在通用微控制器中集成多种功能，最大程度简化设计
2020-12-24 来源：EEWORLD
我们一直在通过减少元器件的数量和节约印刷电路板的尺寸来追求系统设计的最优化。
增添小型、低成本的微控制器（MCU）以实现简单的辅助处理功能，可以对许多电路的设计产生助益。该通用MCU并非系统中主要的处理器，但它可处理一些必不可少的系统级功能，如LED控制或输入/输出扩展。本文中，我将说明如何在系统中集成多功能通用处理MCU来缩减物料清单（BOM）成本，节省电路板空间，并最大程度地简化设计。
例如，假如您要创建一个具有以下功能的新设计：
· LED控制
· I/O扩展
· 带电可擦可编程存储器（EEPROM）
· 外部看门狗时钟
您可使用分立元器件来实现所有功能。也可以考虑在通用MCU上执行软件实现同样的功能，以降低复杂性并减小电路板的尺寸，如图1所示。
图1：在单个通用MSP430 MCU上实现软件中多个分立元器件的功能
另一个值得考虑的设计方面的挑战——也许是一个最为重要的挑战——就是符合您的设计预算要求。
例如，如果采用分立元器件方法实现这些功能，您可预估大致的物料清单成本。举例来说，具备包括LED控制、五通道I/O扩展器、串行EEPROM和外部看门狗时钟等功能的多个分立元器件方案总计将花费约0.97美元。与此相比，8-KB MSP430 MCU的当前网络价格不到0.25美元。这可大大节约了成本！
如果您需要更大或更小内存的通用MCU，可在MSP430 MCU产品系列中发现不同内存和配置的丰富的选择。
表1：TI.com.cn上的通用MSP430 MCU主打产品列表
采用集成度好的通用化MCU的设计方案不仅可减小电路板尺寸、减少元器件数量，还可降低整体物料成本。您可在网络研讨会“更简易的系统监控：如何将多个功能转移到MSP430 MCU。”中了解更多关于这些设计的信息。
示例应用程序：在通用MCU上实现ADC唤醒和传输功能
让我们来看一个示例，说明如何在设计中真正实现辅助处理功能。
一种常见的设计是在电路板上配置一块模数转换器（ADC），并同其他诸如电池监控器或温度传感器等设备连接。在此示例中，ADC必须定期对来自传感器的模拟信号进行采样，并将此数据发送回MCU，而MCU将根据这些信号的情况进行操作。
如果MCU使用定时器来触发ADC读取，甚至连续接收ADC返回的值，则会增加系统功耗。一种解决方案是将ADC集成到MCU中，并独立于中央处理器（CPU）进行操作。如此，MCU的其余部分可以进入休眠状态，仅在ADC读取的值超过某个阈值时才被予以唤醒。此时，ADC将发出中断信号并唤醒MCU。
我们在有关辅助处理功能“使用MSP430 MCU通过阈值进行ADC唤醒并传输数据。”的培训视频中，对该应用加以说明。在本视频中，我们展示了一个图形用户界面（GUI），演示ADC值的读取以及中断信号的传输，以便在达到阈值后唤醒CPU。
结论
使用另一个小型MCU执行辅助处理功能是简化设计的好方法。通用型MSP430MCU具备超低功耗和模拟外设独立监控的特点很适合这类应用，另外，借助我们的软件和图形化界面，您可在数分钟内对MSP430设备进行编程，以实现各类功能。
史海拾趣
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