FPGA是Fied Programmabe Gate Arrays的缩写即现场可编程门阵列。可以创建定制硬件从而消除与厂商相关的成本。不幸的是大多数芯片设计的复杂性仍然存在，这就是为什么大多数人更喜欢使用现荿的芯片往往接受他们的限制，而不是采取挑战以获得他们需要的硬件优化，高效的设计 然而FPGA入门并不简单，抽象的HD语言即便对於编程已经入门了的用户来说，其代码仍然如天书一样晦涩难懂更不用说精通了。Vidor4000是Arduino新推出的一款开发板试图将FPGA隐藏在相对简单的Arduino中，期望能消除这一障碍! Vidor4000采用的新版MKR形式提供给用户开发板上包含一颗Cycone 10 10C016 FPGA MHz的速度运行(有时称为150兆翻转)。这个特殊部分非常适合音频和视频处悝开发板上主要的器件分布及名称如下 在很小的尺寸上，Vidor4000提供了MicroHDMI、MIPI Camera及MiniPIC Express等接口这些接口一般只在一些高档的Cortex 在正式体验之前，我们有必偠了解一下FPGA与MCU的区别FPGA和微处理器之间的根本区别在于，在微处理器中内部硬件如I2C、SPI等是早已设计好的，产品出厂后不会再发生变化內部晶体管具有特定的目的和特定的连接，虽然通常存在多路复用器和内部开关以使芯片更易于配置但是，它仍然是固定功能电路另┅方面，FPGA可以配置(并重新配置)为几乎任何数字电路实际应用上，一般在FPGA设计中嵌入微处理器内核 硬件特性决定了功能设计(程序开发)最夲质的差异。对于MCU我们通过寄存器或者配套的SDK来进行功能设计，代码经编译后使用下载器如JTAG等上载到设备上对于FPGA来说，现在的主流设計方法是使用HD来描述硬件功能HD的最终结果是Bitstream，供FPGA来进行执行 到目前为止，我们对于使用Arduino来开发FPGA仍是一片空白!也许代码会让我们会有更罙入的了解 接下准备Arduino开发环境，按照官方的文档我们需要安装几个支持库。 第一个是Arduino MKR Vidro4000硬件平台支持 这几个软件库也是需要的，其中苐一个主要用于图形相关的支持第二个是FPGA外设相关的库，最后一个则是WiFi相关的软件库 启动Arduino IDE，打开Bink程序配置开发板类型及商品如下 配置完成后，按Ctr+U上传代码到Vidor4000开发板可以看到如下的内容显示     代码上传成功后，看到开发板上的ED开始闪烁 是不是咱已经开始使用FPGA来点灯了?答案是否!现在的代码和FPGA半毛钱的关系都没有。这一段代码只是用SAM21来点了个灯 按照一般的方法，要使用FPGA得先设计HD代码，然后再编译成Bitstream鈈过Arduino将这些繁琐的过程全部放进了软件库内，通过相关的C代码来实现相关的功能Arduino对SADM21编程，SAMD21则通过JTAG接口向FPAG发出指令如下 这是SAMD21的JTAG接口，和丅图的FPAG的JTAG接口连接以实现通信 大致了解了Vidor4000的工作原理后我们来看一段代码，     SAMD21和FPGA的一些端口实际上是连接在一起的如编号为33的FPGA端口，就囷SAM21引出的A0接口连接到一起这一段代码使用FPGA来输出信号，而使用SAMD21来读取信号可以看作是二者的协作吧。 使用C代码来控制FPGA的操作被封装在類FPAG中初始化FPGA的方法调用为 /vidor-ibraries/VidorFPGA。 不管怎么说至少FPGA的Arduino已走出了一步，在官方和社区的共同努力下我们有理由相信，未来的FPGA必定不会仅仅昰阳春白雪，曲高而和寡! Arduino再次向世界证明：没有Arduino干不了的事!

德州仪器(ti)宣布推出业界首款适用于高精度传感与测量应用的低成本片上信号链(signa-chain-on-chip, scoc)微控制器(mcu)解决方案——msp430f42x0系列mcu新款系列mcu拥有超低功耗内核及完整系列的集成外设，如16位δ-σ模数转换器(adc)、32kb闪存以及具有内部充电泵的液晶显示器(cd)驱动器等，从而帮助设计人员节约开发成本缩短开发时间。 　　msp430f42x0 mcu具有高性能、低功耗和高集成度可提供片上信号链功能。批量为100,000片时最低单价仅为2.95美元(仅供参考)。该款集成的16位adc拥有五个差动输入通道速率高达8,000次采样/秒(ksps)，信号与噪声及失真之比(sinad)的标准值为84db仩述特性及12位数模转换器(dac) 1微秒的建立时间使设计人员利用闭环控制达到目前便携式医学与工业应用的高精度测量的需求。该16位adc具备可编程增益放大器、1.2v参考电压和输入缓冲器所有外设均具有可最大限度降低功耗的选项。 　　将高达32kb的闪存与cd驱动器(对比度控制保持在1.8v的输入電压)相集成可消除对eeprom与外部cd充电泵的依赖从而缩小了板级空间，并简化材料清单msp430f42x0 mcu适用于在小型产品设计中寻求较高精度测量的客户。茬医学领域msp43f4x70 mcu外设经过专门优化，是支持高精度测量应用的产品 　　msp430f42x0 mcu能够在工业与医学应用领域内常见的恶劣环境中使用。当晶振在活動过程中或在任何低功耗模式下因潮湿或外界物质而出现失效时msp430f42x0 能够确认故障，重新启动片上时钟系统振荡器并生成不可屏蔽的中断来對这一故障进行维修 　　msp430f4270 mcu为快闪系统内编程与擦除和16位adc提供了最低2.5v的电压，从而将由碱性电池供电的系统使用寿命延长了50%msp430 mcu的超低功耗岼台采用1.1微安(ua)的标准实时时钟待机电流，以及250ua的工作模式电流这使工程师能够对系统时钟进行调谐，以便精确地满足他们对应用的电源偠求其先进的16位 risc cpu支持快速指令执行，并能够通过完全同步的高速系统时钟在不足6微秒的时间内快速从待机状态中进行启动从而使总功耗还不及同类器件的十几分之一。 　　msp430f42x0 mcu的规定工作电压范围介于1.8v 至3.6v之间其能够与所有的msp430器件实现全面软件兼容。设计人员只需花149美元购買快闪模拟工具(fet) msp-fet430u48即可立即开始开发工作，该工具包括基于新型usb的jtag接口目标板以及全面的集成开发环境(包括调试程序、汇编程序/连接程序鉯及c编译器)该工具链支持实时系统内开发，从而可存取该器件的嵌入式模拟逻辑包括编程、全速操作、断点与时钟控制功能等。 　　msp430f4270 mcu將采用32kb闪存而f4260与f4250 mcu则分别采用24kb与16kb的闪存。所有三款器件均包含256b ram及32个i/o通道批量为10,000 片时，建议的最低零售单价为2.95美元

MCU的丰沛硬件资源及使鼡弹性,适合各种应用领域的产品,诸如小家电、个人护理、手持式装置、充电器等。盛群半导体同时提供软硬件功能齐全的开发系统HT-IDE3000 (WindowsR-based)包含囿实时仿真(In-Circuit-Emuator)、执行追踪分析等功能，并提供各种应用指南适合需要更快速并更有效开发程序及除错的使用者进行产品开发。盛群推出全噺精简的New

在万物互联的世界中越来越多能够理解语音内容的电子设备逐渐进入我们的视线。在智能手机、平板电脑和笔记本等拥有Siri或Cortana应鼡程序的设备中语音识别能够帮助用户搜索答案或控制周围的电子器件等。虽然这些应用程序让人眼前一亮但是它们却占用了大量的處理能力和内存。所以人们对于微控制器（MCU）因过小而无法识别语音的误解也就不足为奇了。没错MCU的低功耗和小尺寸设计虽然使它不足以理解全部语音内容，不过对于小型低功耗的嵌入式应用而言也许只需识别几个定义明确的短语就大功告成了，例如“给我的咖啡加熱”或“关灯”等最近，德州仪器（TI）在CES上所展示的低功耗MSP432? MCU上演示了这个功能TI还发布了一个用C语言代码编写的语音识别器库，这个库使得基于MSP432 MCU的应用能够识别用户个人经常使用的语音短语在忽略其它语音内容的情况下可识别的短语多达11个。虽然用户在设置时必须重复幾遍希望被识别的短语不过一旦这一步成功完成，后面就可以顺利使用了这个语音识别器库具有很多令人期待的功能，例如：用户可鉯随时更改自己的短语用户可以设定识别器只对少数几个短语做出响应当然用户也可以根据个人需要将短语库中某些短语进行删除此外，连同语音识别库一起提供的还有一些易于使用的头文件和用户与API指南以帮助用户快速上手。下载内容还包括针对MSP432 MCU内集成的14位模数转换器（ADC14）来收集语音以及用于显示菜单的液晶显示屏（CD）。这个菜单能够成功运行识别功能用户可以选择：首先说出一个希望识别器记住的短语。识别器将生成一个针对这个语音的模型并将其存储在闪存中（一个被称为注册的任务）。再说一次已注册的短语识别器将鼡它来制作一个更好的模型，以提升性能（一个被称为更新的任务）删除被注册的第一个模型运行识别功能了解完MCU在语音识别方面的能仂后，是不是对于这些可以用语音激活、基于MCU的应用和器件已经跃跃欲试了呢赶紧基于MCU定制一个属于自己的语音识别应用吧！

甲醛是一種重要的化工原料和有机溶剂，广泛使用于家庭装修的材料中过量甲醛气体，将诱发疾病甚至致癌直接危害着人们的身体健康和生命咹全。本检测仪采用32 位超低功耗EFM32TG840F16 微处理器和高灵敏度甲醛传感器CH20/S-10实现甲醛浓度的信号处理和采样，系统外接通讯接口及必要的扩展功能模块构建智能化、多功能的检测系统。1 系统硬件设计 甲醛检测仪硬件主要由单片机主控系统、甲醛传感器接口、液晶显示(CD)、功能键盘、數据存储、打印和报警输出等功能模块构成系统硬件结构框图(见图1)。图1: 系统功能框图 该系统采用32 位EFM32TG840F16 单片机作为主控核心内嵌16KB Fash 程序存储器和4KB RAM、多达160 段CD 驱动器（最大8COM 驱动、支持动画、闪烁等各种特效）、8 通道/12 位 ADC（支持硬件过采样）、2 个USART(支持SPIUARTI2S)、1 个EUART、1 个ESENSE(支持阻、感、容性信号检測)、3 个运放、硬件加解密AES、2 个12 位DAC 及大量的I/O 端口等，完全满足本甲醛检测仪的各项功能需求该芯片主要特点是：低电压(1.85 ～ 3.8V)、低功耗( EM2 模式下僅有0.9uA)、 32 位指令、高性能（基于Cortex-M3 内核），具有极低的运行功耗、快速的唤醒时间、功能强大、高抗扰（未用引脚都是和MCU 内部断开的）、外设鈳以自主工作（主要得益于DMA 和PRS 外设反射系统）以及超节能（ADC:12bit1Msps，仅需350uA；Anaog Comparator：仅需100nA；CD：本位功耗0.55uA；EUART:9600 波特率下仅需150nA；AES:128/256bit 加/解密仅需54/75 个周期）、便于智能化和便携式等优点而且齐全的配套开发工具比如开发板具有电流实时监控功能，可以定位代码位置便于工程师及时优化代码以节能！1.1 甲醛传感器接口模块传感器接口模块由CH20/S-10 甲醛传感器、I/ V 转换器RCV420 等组成。甲醛传感器由甲醛探头和CH20 传感器构成当室内甲醛气体被内部采樣系统吸收后，产生与甲醛浓度成正比的电流值由于单片机A/D 采样的是电压值，而被检测的是微量的电流值;因而需要将电流值放大并转换為相应的电压值采用集成I/V 转换器RCV420，将电流值转换为对应的0 ～ 3.6V 电压 送至 EFM32TG840F16 的A/D 转换接口ADC，实现对浓度信号的检测单片机进行运算和处理，將处理结果及范围进行查表和分段线性化完成传感器信号与浓度高低对应。系统中RCV420 具有精密运放和电阻网络功能能将4 ～ 20mA 环路电流转换為 0 ～ 3.6V 电压, 在无外部调整的情况下，可用获得 86dB 的共模抑制比, 具有高性能及抗干扰能力1.2 数据存储与打印模块在EFM32TG840F16 外扩展2KB 的E2PROM（也可用片内fash 模拟EEPROM），通过I2C 总线与EFM32TG840F16 数据口相连用于存储采样来的甲醛浓度数据，以备打印机打印打印机接口电路通过RS-232 串行口直接和微处理器相连，通过采鼡软件设定的方式打印出甲醛浓度值1.3 键盘与显示模块系统外接键盘和CD 显示设备，实现人机对话功能键盘设置为3×3 阵列键盘，设有功能選择键、OK 键、报警确认及打印键完成浓度显示、数据查询、打印及开关机功能。微处理器EFM32TG840F16 内含CD 驱动电路可驱动160 段的CD，且超低功耗特別适合便携式仪器仪表中使用。用户通过CD 显示读取检测浓度值、打印和设置相关功能等信息。1.4 其它模块本系统的供电电压为3V采用两节電池供电，也可外接3V 直流电源系统的时钟是外置晶振提供。为满足个性化需要还增加蜂鸣器报警电路。2 系统软件设计在软件设计中采鼡模块化设计方法使用嵌入式C 语言编写，在IAR 编译环境中进行这不仅给程序的调试、修改提供很大方便，而且为今后功能的进一步扩展創造有利条件2.1 主程序设计主程序是系统软件的核心，它通过调用各子程序便可实现系统功能系统主程序结构框图(见图 2)。图 2:主程序结构框图系统上电后进行初始化和中断处理操作，主要完成系统自检和复位初始化完成后，开始采样浓度值并判断是否有按键按下。如果有按键按下则进行相应数据处理，并执行功能指令然后在液晶显示屏上显示相应信息。如果没有按键按下则显示当前实测浓度值，等待用户进行下一步操作系统转入定时计时阶段。2.2 低功耗中断子程序为减小系统功耗延长电池的使用时间，设计时考虑设备在较长時间段内处于待机状态时应尽量降低功耗。系统设计低功耗中断子程序(见图3)图3:低功耗中断子程序结构框图这里采用一个定时器当定时器大于0 时，系统处于开机状态;当定时器倒数到0 时系统自动进入低功耗模式，并关闭CD 模块和A/D 模块其中定时器是通过软件对控制寄存器进荇设置实现的。具体操作是这样：开机时对定时器初始化一个大于0 的值，比如60并且在每按一次有效键时，系统重新初始化这个值因此，当没有按任何有效键时60s 后就会自动进入休眠状态，从而实现降耗目的在休眠期间，若有按键按下微处理器响应中断，系统退出休眠状态返回到正常工作状态。2.3 采样数据处理子程序为提高检测精度采样数据处理软件设计是关键。系统采用采样数据排队与中值滤波法数据排队就是在给定的数据暂存区内不断地用最新数据取代最早数据的过程;利用软件进行数据排队具有通用性和灵活性。原理(见图4)图4:采样数据更新排队的双倍暂存区扩展法由图4 可见, 将暂存区的空间扩大为需要保存数据空间的2 倍, 并将暂存区等分为前后相连的2 个区, 每个區的长度与需保存数据长度相等。当前采样得到的一组新数据同时存入2 个区的对应位置这样2 组相同采样数据之间刚好间隔1 个区的长度, 间隔内的全部数据连同最后1 个最新数据即为当前排队结果。以后每组新采样数据依次向后存入暂存区, 存满后再从头开始每次采样周期中完荿相应的排队更新任务后记下当前队列的首(或末)地址作为指针并保存,供处理程序取数时使用，这样一来就满足实时排序的要求对排队后嘚数据采取中位值滤波算法。算法的具体实现过程：取N 个连续采样数据并按照递增或递减顺序排列，取中间值作为本次采样值中位值濾波算法能有效地克服因偶然因素引起的干扰或波动而产生的误差。即提高系统的检测精度3 结束语本甲醛检测仪采用EFM32TG840F16 单片机作为核心控淛单元，电路结构简单、外设功能模块丰富功耗低，待机时间长支持IAP 功能，软件升级方便另外该MCU 性能强劲，可升级空间极大

嵌入式微控制器 (MCU)的功耗在当今电池供电应用中正变得越来越举足轻重。大多 MCU 芯片厂商都提供低功耗产品但是选择一款最适合您自己应用的产品并非易事，并不像对比数据表前面的数据那么简单我们必须详细对比 MCU 功能，以便找到功耗最低的产品这些功能包括：　　断电模式　　定时系统　　事件驱动功能　　片上外设　　掉电检测与保护　　漏电流　　处理效率　　在低功耗设计中，平均电流消耗往往决定電池寿命例如，如果某个应用采用额定电流为 400mAh 的 Eveready 高电量 9V 1222 型电池的话要提供一年的电池寿命其平均电流消耗必须低于 400mAh/8760h，即45.7uA图 1 说明：应鼡消耗的电流越大，所提供的寿命越短同时仍然保持较低的平均电流消耗。　　在使 MCU 能够达到电流预算的所有功能中断电模式最重要。低功耗 MCU 具有可提供不同级别功能的断电模式例如，TI 超低功耗 MCU MSP430 系列产品可以提供 5 种断电模式低功耗模式 0 (PM0) 会关闭 CPU，但是保持其他功能正瑺运转PM1 与 PM2 模式在禁用功能列表中增加了各种时钟功能。PM3 是最常用的低功耗模式只保持低频率时钟振荡器以及采用该时钟的外设运行。PM3 通常称为实时时钟模式因为它允许定时器采用低功耗 32768Hz 时钟源运行，电流消耗低于 1uA同时还可定期激活系统。最后PM4 完全关闭器件上的包括 RAM 存储在内的所有功能，电流消耗仅 100 毫微安　　时钟系统是MCU功耗的关键。应用可以每秒多次或几百次进入与退出各种低功耗模式进入戓退出低功耗模式以及快速处理数据的功能极为重要，因为 CPU会在等待时钟稳定下来期间浪费电流大多低功耗 MCU 都具有"即时启动"时钟，其可鉯在不到 10～20us 时间内为 CPU 准备就绪但是，重要的是要明白哪些时钟是即时启动、哪些非即时启动的某些 MCU 具有双级时钟激活功能，该功能在高频时钟稳定化过程中提供一个低频时钟（通常为32768Hz）其可以达到 1 毫秒。CPU 在大约 15us 时间内正常运行但是运行频率较低，效率也较低如果 CPU 呮需要执行数量较少的指令的话，如：25 条其需要 763us。CPU 低频比高频时消耗更少的电流但是并不足于弥补处理时间的差异。相比而言某些 MCU 茬 6 微秒时间内就可以为 CPU 提供高速时钟，处理相同的 25 条指令仅需要大约 9us（6us 激活＋25 条指令′0.125us指令速率）而且可以实现即时启动的高速串行通信。图 2说明即时启动的 8Mhz时钟启动的例子其达到完全稳定状态仅需要 292us。

如同每台电脑都有一个作为大脑的CPU在其中运行我们每天接触到的各种家电、数码产品、办公设备、汽车电子以及各种仪器仪表之中，也都有一个或者数个MCU(微控制器)默默运行担负着控制、运算、信号转換及处理、通信等多项工作。而且随着越来越多电子产品向着智能化方向迈出脚步MCU功能、性能及应用技术的发展也越来越快。为让更多電子工程师了解MCU最新发展状况在今年的高交会电子展(EEXCON)期间，创意时代将在深圳首次举办MCU技术创新与应用大会(MCU!MCU!2009)与业界精英分享MCU最新技术、热门应用及市场趋势。MCU市场逐步扩大32位市场百家争鸣作为嵌入式系统的重要组成部分，MCU是推动对象系统实现全面智能化的重要力量雖然在此次经济危机中传统的消费电子、汽车电子市场受冲击较大，但随着智能家居、移动计算(如上网本、智能本、智能手机等)、智能电網以及医疗电子等新兴应用市场的迅猛发展市场对MCU产品，尤其是高端MCU产品的整体需求并未显著下降而且受中国经济复苏的引领，重回赽速增长轨道也已是指日可期在这之中，8位MCU市场仍保持长期以来的稳定局面随着技术的不断创新，8位MCU的新品在低功耗、额外性能以及哽小尺寸等方面不断突破, 帮助其不断开拓新的应用更多的新兴领域呼之欲出，比如智能家电、医疗保健、安全监护、能源控制以及低端汽车电子应用等并由此带出新的发展空间。而根据最新的市场报告在2008年，32位MCU市场规模已经超过传统的8位MCU即使在相对低端的中国市场，32位MCU也得到越来越广泛的应用各大MCU厂商也纷纷推出各自的32位MCU产品，谁也不愿意在这个极具利润空间和将成为主流的32位MCU市场中落伍据不唍全统计，目前32位MCU厂商有上百家之多市场竞争十分激烈。在内核方面ARM占有明显的优势NXP、ST、TI、Broadcom、Samsung、ADI等众多大牌厂商都已经加入ARM阵营。与此同时Microchip、Infenion、Renesas等企业仍延续着各自专有核心的技术路线。而一些企业如Atme、Freescae则采取一方面推广基于ARM核心的产品，一方面仍投资开发各自专囿核心MCU但即使是同样的内核，各厂商之间的竞争也十分激烈在MCU!MCU!2009上，就将有多个使用ARM内核的厂商登台亮相介绍各自MCU产品的优势与特色。MCU最新趋势：低功耗、高集成、专用化随着工艺的进步和市场的扩大价格已经不再是32位MCU市场发展的主要问题，如今部分产品的价格已经與高端8位MCU持平各厂商已纷纷开始在MCU平台上进行深入开发，在价格竞争力之外创造新卖点在MCU!MCU!2009上，各企业机构的专家将就适用于便携式系統的低功耗MCU;高速互联时代的MCU及应用系统;MCU与无线射频技术整合之路;多点触控带动MCU组件升级等业界目前最热门的话题进行深入讨论适用于便攜式系统的低功耗MCU：MCU的功耗在便携电子产品中正变得越来越举足轻重，大多MCU厂商都提供低功耗产品ARM持续在MCU内核的设计上做出改良，并从系统级的角度来思考MCU功耗最佳化其它采用自有架构的MCU厂商在降低功耗方面各有奇招，这些都成为32位MCU功耗不断降低的关键除降低MCU自身功耗之外，让MCU的周边电路及整体系统功耗降低协助客户降低系统整体功耗以满足日益严苛的市场与法规要求也成为各厂商关注重点，这一議题也将在MCU!MCU!2009上得到充分阐述高速互联时代的MCU及应用系统：随着技术和制造工艺的突破性进展，MCU除了核心运算性能不断提升的趋势不变外产品集成度得到不断提高，产品功能组合也比以往更为多样化例如低功耗与集成通讯功能的MCU产品，已经成为目前各家厂商重点布局的噺市场目前，MCU在系统中所扮演的角色已从纯粹提供控制功能演变成集运算、控制与通讯于一身的核心组件，如USB、以太网络等目前在MCU应鼡上还相当新颖的通讯技术有朝一日也会跟I2C、CAN一样，变成MCU的标准配备MCU与无线射频技术整合之路：除了不断加入各种高速有线通讯技术，增加射频收发器以提供无线连接能力也成为各厂共同看好的发展趋势据了解，已有不少MCU供货商启动相关研发计划预计在未来1年内，市场上就会陆续看到整合射频收发器与MCU功能的解决方案而且随着各种低功耗无线通讯技术陆续获得市场肯定，相关应用的案例也越来越哆客户在开发应用产品时，将无线通讯技术整合到MCU中的需求也势必随之提升不过MCU与无线射频的整合仍面临着设计挑战与整体系统性价仳问题，所以部分厂商选择首先在专用化MCU上进行尝试专用化MCU发展迅速：以往MCU大多是通用型产品，但在特定应用中通用型产品会出现功能閑置从而使成本及能耗难以降低。因此针对不同应用而推出专用型产品就成了降低MCU成本及能耗的有效手段。此外专用化的MCU也将为缩尛系统尺寸作出贡献。例如在触控市场采用专用化MCU的趋势十分明显，而且对于MCU厂商而言多点触控技术将成为带动人机界面市场从8位MCU升級到32位MCU的契机，因此在MCU!MCU!2009上多点触控带动MCU组件升级也将成为一大热门话题。世界迈入智能进程MCU发展永无止境智能家居、智能交通、智能汽车、智能电网、智能机器……随着科技的发展，曾经只有在科幻大片或者小说中才能见到的场景逐步走入我们的世界在汇集各种各样朂新的高科技产品的高交会IT展上，智能化也已经成为十分明显的趋势这一切，大多得益于飞速发展的MCU技术及应用而与高交会IT展同期举辦的高交会电子展EEXCON也越来越多的受到来自于IT和消费类电子、汽车电子、工业电子等MCU热点应用领域专业人员的关注，在今年的MCU!MCU!2009上更将有来洎中国最重要MCU用户群体的技术精英首次大规模聚集，面向中国热门市场应用分享MCU最新技术发展走势。随着MCU应用技术在中国的推进将来茬我们生活中的各种智能化、自动化应用中，必定会有越来越多的MCU产品各显神通MCU技术的发展也必将越来越快速。

cd型mcu本ic是第一颗使用hotek半導体tinypower技术的ic，具有超低功耗、快速唤醒、多重时钟讯号来源及多种工作模式等特点可大幅降低整体使用功耗，达到绿色环保的需求适鼡于仪器表、水表、家电产品、量测仪表、运动表头、智能卡卡片阅读机等产品。　　ht56r64具有多样化的功能包含有4k word otp程序内存、192 byte数据存储器、8-eve stack等核心规格，同时兼具实用的外围电路例如内建8信道12位的高速模拟/数字转换器，用以撷取外界环境的讯号如温度湿度等；具有4组12-bit脉波寬度调变功能及24个输入/输出接脚可用于控制马达及各种开关；此外，还具备有128点的cd驱动电路、spi/i2c的接口、pfd (programmabe frequency divider) 功能等可以很容易地构成一个唍整的微控制系统。　　hotek半导体同时提供软硬件功能齐全的发展系统ht-ide3000包含有实时仿真、内存/缓存器存取、硬件断点逻辑设定、执行追踪汾析等等功能，适合需要更快速并更具效率来发展程序及除错的使用者进行产品开发

现代单片机(MCU)拥有丰富的外设和功能，极大地方便了設计的功耗预算全面了解器件的相关知识对于嵌入式设计人员非常重要，只有这样设计人员才能充分利用可用的模式和外设来降低设計功耗。　　充分利用省电模式和功能　　大多数单片机都设有多种模式可提供各种省电选项。尽管模式的名称可能各不相同但是几乎所有MCU都会提供“运行”、“空闲”和“休眠”三种典型模式。图1给出了许多单片机上可用模式的汇总在一些情况下，何时使用哪种模式是显而易见的；例如对于主要的处理工作，只能使用运行模式在处理工作完成后，如果需要长时间等候外部事件显然应该选择休眠模式。何时适合选择空闲模式并不容易判定但是在发送或接收大批量的数据时最常选择该模式。在保留其他功能的同时等候较短时间延迟来关闭CPU也会使用空闲模式。　　对于特定架构的多种其它模式和功能的熟悉程度非常重要虽然仅使用上述一些熟悉的模式也可以使设计功耗达到可接受的水平，但是要使应用的电流消耗达到绝对的最低水平最好是利用器件的独特功能。例如某些MCU采用了一种新型斷电模式，该模式取消对MCU的内核供电以最大程度地降低功耗从而使功耗低于常规断电模式下的功耗。这种模式通常被称为“深度休眠”图2中显示的PIC24F16KA 16位MCU便是深度休眠器件的一个实例。　　MCU内核断电时RAM也将断电这样会导致其它低功耗模式(如休眠)下仍然可以保留的某些信息丟失。既然代价如此高昂那么什么情况下才适合使用深度休眠模式呢？使用深度休眠模式的好处是取消器件的大部分供电时产生的漏电鋶很小这可以显着降低掉电电流——某些情况下可以降到50 nA以下，如图1所示小漏电流还使得深度休眠模式在高温或高压应用中的表现更恏，高温和高压常常导致休眠模式电流增加深度休眠模式的另一个主要优点是可以实现设计尺寸更小且性能更佳的芯片，同时不用放弃低功耗目标这种模式最适用于掉电时间较长的应用，这些应用中减小掉电电流的重要性远远超过使应用重新初始化的成本　　设计人員对器件的熟悉度变得重要的另一个原因是，不仅只有低功耗模式才能降低功耗很多用于提升性能的功能也有利于降低功耗。例如如果某个器件有内部振荡器，则用户可以在主晶振开始运行初始化代码的同时使用该内部振荡器这样便可以缩短器件唤醒所需的总时间。　　数字外设的功耗　　集成外设有助于显着提升MCU的性能并允许移除外部元件这两点都有利于降低功耗。但是如果使用不当，运行外設的成本会高过所节省的功耗可以通过几种简单的技巧使外设自身的供电成本最小化，以维持低功耗应用　　一般来说，单片机中使鼡的最耗电的外设是串行通信总线I2C和SPI通信均使用多条高速线路。驱动这些线路的供电成本非常高SPI在高速运行时消耗的电流会达到毫安級，因为它需要驱动三条高速I/O总线驱动这些总线时的开关损耗会导致极大的电流消耗。相比而言I2C运行速度较慢，但是因为它使用了上拉电阻而当低电阻上拉用于实现高速时会造成相当大的电流，因此电流消耗会更大　　降低这些串行通信外设功耗的最简单的方法是降低速度；但是，并不是所有情况下都可以这样做既然运行串行通信的大部分成本来自于驱动总线，那么我们就应该将焦点放在驱动总線上对于SPI而言，采用走线较短的简洁电路板布局来最小化线路阻抗很重要而I2C则相反——在总线上采用值较高的上拉电阻可以降低电流消耗，并且在某些情况下并不会减慢最大速度要最小化这两种情况下的功耗，可以减少总线上的器件数量或关闭未使用的器件的电源洏不是在选择芯片上费脑筋。在软件中如果某个应用正在等候串行数据，可以通过禁止CPU来降低这些外设的功耗另外，也可以将串行传輸数据组合成集群而不是持续传输，这样应用就可以更长时间保持在省电模式而在更少时间处于唤醒状态以发送和接收数据。　　模擬外设的功耗　　MCU上的模拟外设会对电流消耗产生很大的影响BOR、比较器和ADC等模拟功能需要消耗足够的功率才能产生准确的结果。因此當这些功能部件在低功耗模式下运行时，无法总是像对数字功能那样对其进行功耗优化正因为如此，确保应用仅在需要时使能模拟功能(洏不是始终使能)就变得非常重要若要降低ADC的采样速率，往往使用尽可能快的时钟和尽可能短的采样时间而不是延长采样时间或放慢ADC时钟而且，在采样完成后应该禁止ADC。对于很多MCU而言这样做可以用更低的功耗产生相同的结果。类似地在器件运行过程中使用BOR功能来检測会导致错误执行的小幅压降，比在器件处于省电模式时使用该功能更重要因为在省电模式下，仅要求检测大到足以造成RAM崩溃的压降洇此，将BOR配置成采用功耗更低的休眠模式比配置成运行模式更加有用这样的话，可以利用在休眠时较低的功耗强度要求并达到低至50nA或更低的电流消耗同时还能在运行时维持高性能。　　本文小结　　所有MCU都有一系列可用于降低设计功耗的功能但是，这些功能中只有一尛部分应用到了所有器件中因此，熟悉所使用的单片机的所有外设和独特功能非常重要只有这样才能真正实现功耗得到优化的设计。

茬过去的二十年当中随着交通工具复杂性的日益增加，工程师已将ECU从8位MCU升级为16位以上的器件目前，这样一个高度集成的32位RISC MCU就是瑞萨公司的SH7058它是一种具有1MB片上闪存和48KB RAM组成的80MHz的MCU。由于存在多种系统需求如控制扩展级输入/输出(I/O)、借助于安全性高的通讯链接(如CAN和Fexray)与其它的车載系统进行通讯以及具有浮点精度的处理算法，当今的ECU采用高速32位MCU就是必不可少的配置除了带来新的性能优势之外，最新的32位MCU减少了电蕗板设计的复杂性节省了整体PCB空间，降低了系统的功耗要求并且减少了电噪音和抵抗电磁干扰(EMI)的能力。通常每一个ECU的制造成本约70到100媄元不等，以这一成本计算一个MCU就占到了总成本的15%-20%。采用32位MCU 的系统通常非常复杂并且一般需要花2到4年的时间才能完成一个ECU项目，设计團队通常由1-2个硬件工程师和4-5个软件工程师组成为取得理想进度，所有的里程碑及需要的资源必须加以正确识别此外，从概念定义到生產的设计流程必须与开始相一致项目计划应确定设计环境，尤其是开发工具并且要考虑测试和调试规划。图1以图解形式说明了一个假想的ECU系统图系统划分在项目开发早期阶段，主要目标是确定用硬件实现什么功能而用软件要实现什么功能。这一决定将受工程预算、え件成本、PCB空间和任务期限这些因素的影响因而需要权衡决定。在ECU设计当中需要运用大量的算法建模和系统仿真以解决设计划分的优囮问题。目前有一些供应商提供解决设计划分问题的方案。软件问题开发32位系统的时候软件工程师必须考虑采用什么办法去解决许多問题。在ECU应用中如果从以前的设计中所得的经验证的代码能够被重新使用，就会节省时间工作量也会减少。大部分的嵌入式设计要用鼡到C语言因而代码可重用的比例很高。但是移接原有的代码需要改变外围驱动器和代码区段，该区段显示了与MCU设计之间具有特定关系嘚项目我们推荐使用像IAR's MakeApp这样能节省数小时设计时间的器件驱动程序代码生成工具。与代码开发工作项目相关的其它重要的问题也不可被忽视：* 实时操作系统选择：已有很多论文和文章就如何选取择实时操作系统给出了建议对于ECU设计，OSEK已经逐渐演变为行业标准RTOS可从许多嘚供应商那里买到这种具有确定性、鲁棒性、高效率和稳定的解决方案。* 调试模式：软件工程师应当在项目进入集成阶段的时候确信自身具备足够的查错及排障的能力，尽管代码模拟器相当可靠但集成问题还是存在的。这时候要怎么办答案各有不同。以ECU设计为例一個全速传统的在线仿真器(ICE)的价格昂贵(12,000美元)，它不仅在引擎隔仓中应用在线仿真的难度很大而且不能用于解决棘手的时序问题。相比之下片上调试(JTAG型) 仿真器是经济的($1,000) ，并且较易于连接到系统上举个例子，Renesas' E10A是一种JTAG-兼容硬件调试器该种调试器可使工程师询问并控制寄存器集以及某个超高整处理器的RAM存储器。此外要提高ECU代码的精度，软件工程师要能利用某种AUD(高级用户调试) 的特性该AUD会形成超高速CPU管线的特別的线迹。Renesas SH7058 MCU系列中MCU上的AUD界面是双向作用的，并且无须暂停CPU也可使RAM进行存储。硬件问题32位系统的开发过程中会遇到很多硬件问题以下幾点值得特别注意：* 电源供应滤波：绝大部分32位MCU比16位MCU的运行速度要快很多，此外32位MCU的CPU内核要求独立的低压供电系统，因此其噪声容限要仳I/O电路严格得多因此，在PUB周围尤其MCU的附近要安放足够的低频和高频的去耦电容，实践表明去耦电容能够有效地降低噪声* 片上闪存：茬过去，用于ECU 系统中的许多MCU 不具备足够的内存作为一个单芯片控制器进行运行并且部分MCU 就根本没有程序内存，结果是程序内存被设置在芯片之外由于需要大量高速寻址和数据总线，因而常常会导致EMI问题的出现目前，像SH7058这样的32位ECU具有1 MB闪存具有真正意义的单片解决方案特征。在大多数情况下由于具有大量的片上程序内存，所以不再需要片外内存在采用SH7058的ECU设计中，片上闪存可通过两种方式进行固化┅种是在主板制造前，对器件进行固化另一种是主板的设计完成后在系统内进行固化，这样软件工程师在升级代码时就有了很大的灵活性，工程师甚至能在ECU被安装在车辆内部以后也能借助车载总线(CAN)进行升级操作。本文小结从16位到32位MCU的跨跃是一个质的飞跃这种趋势是鈈可避免的。32位实现方案极大地提升系统的运算能力及操作性能进行成功转换的关键是要有充分的准备、训练和周密的开发工具选择策畧，此外像瑞萨这样的32位MCU供应商的持续支持也是至关重要的。

盛群半导体日前推出ht82j927a作为usb game pad mask rom mcu，可在主机板支持更多usb插槽windows2000、xp系统自动安装device driver，提供了安装方便性usb已成为新一代外围产品标准接口，　　ht82j927a提供了开发的方便及快速性替客户及市场带来更多产品及商机。 　　ht82j927a适用於usb游戏杆与游戏控制器等相关产品可设计成包括4轴12按键、振动功能、8方位控制头盔以及模拟振动切换键等相关功能，特别是带振动马达嘚游戏杆/手柄是未来热门产品。其它可以延伸产品如赛车方向盘、飞行游戏杆、及射击手柄等

15 otp rom、192 x 8 ram及24条i/o。为usb audio各式相关产品及网络电话的朂佳解决方案提供客户以最少的零件、最快的设计及最佳的竞争力，让新产品time-to-market 　　　　在科技的不断演进下，使得今天的网络已进入烸个家庭尤其在voip技术上更有突破性的进展，网络电话必然成为未来的趋势盛群半导体此次新推出的usb audio控制器芯片，除了在规格及电气特性上拥有相当优势外在价格上更具竞争力。

摩托罗拉半导体摩托罗拉推出第一批新型混合控制器系列-- 56f8300系列56f8300系列将信号处理、快速闪存囷时钟速度集成到一个16位的数据包内， 解决了单一产品局限性问题在原属于32位微控制器（mcu）的应用领域，汽车和工业设计人员如今可以使用这批装置 56f8300具备dsp纷繁夺目的性能，并增加了微控制器的易于控制功能 56f8300系列的基本特征：60mhz/mips的速度、32位的性能、16位的编码密度，以及一系列耐极限温度的芯片1 有实力就能走得更远--匹配 高性能和更简单设计 56f8300系列保留了mcu固有的系统设计简便性。无需使用任何加速度技术56f8300系列就可以在其第三代闪存中执行代码操作。 增强的i/o功能还提供其他多种灵活设计第一批56f8300设备在芯片上提供多达76个gpio（通用输入/输出），以忣集成在芯片上的32-256kb的高性能闪存程序存储器如果不是集成在芯片上，它可支持32mb未来的56f8300系列产品将提供 512kb的程序闪存。以前需要成本昂贵嘚32比特mcu的应用现在只需16比特高性能应用设备，这样设计人员就降低了开发成本。 在某些应用中信号处理算法和类似微控制器的指令囲同运行，此时56f8300系列就是您的理想之选。应用包括： 汽车 电子动力转向；机电制动；活动悬架；自动变速箱/传送控制；电子阀动 工业 鈈间断电力系统；开关式电源；换流器；电动机；仪表；阀动器；售货机；健身监控系统；噪声抑制。2 发展的巅峰-- 特性和优势 首先诞生了rom然后人们开始使用eeprom，现在则出现了嵌入式闪存 motoroa是第一家批量出售闪存的公司。嵌入式闪存可帮助您牢固控制系统和开发成本灵活性使它具有简单、经济高效的再编程功能的所有优势。此外它还能进行现场升级。motoroa的嵌入式闪存本身就是为数据存储设计的至少能将数據保持15年（一般情况下为100年），而无需再采用复杂的编程算法并可编程将电压降至2.1伏特。 更快的编程 56f8300系列为您提供了业界领先的混合结構将易如单片机的指令集和软件堆栈与60 mhz @60 mip的高性能集于一身。 56f8300系列的在线资源包括：培训、带搜索功能的faq（常见问题解答）数据库、大量參考设计和样本、可下载的开发软件以及迅速扩充的应用手册。最突出的一点是：所有这些都通过一个完整的封装提供减少您搜集、綜合各种资源所花费的时间。 高性能混合56800e核心 56f8300系列中的56800e核心功能能够以更小的占用存储空间提供更多的控制功能 高达60 mips @ 60 mhz执行频率；dsp 和mcu功能集成在经济高效的一体化体系结构中；jtag/增强片上仿真(eonce)可实现无干扰的实时调试；硬件do和 rep循环；mcu方式的软件堆栈支持；体系结构支持8位、16位囷32位单周期数据拾取；单周期16 x 16位并行乘加器（mac）；4个36位累加法 器；16位和32位双向柱式称位器 存储器 48-560 kb片上闪存；闪存安全性能，可防止未经授權访问其内容；直接从闪存引导； eeprom仿真功能；12-40 kb片上ram；在应用中通过eonce或串行通信访问可重新编程的闪存。 56f8300 框图外围设备 在56f8300系列中外围设備配置的多样化使您能处理外部组件，改进系统集成和可靠性 两个pwm模块，可提供12个输出和8个可编程故障输入；16信道12位模块-数字转换器（adc）具备 自我校正、电流注入和同时取样功能；与fexcan、2.0 a/b兼容的模块；多达16个可串接16位定时器，带有输入采集和输出比较功能以及多个计数选項；多个通用输入/输出（gpio）；多个串行接口（sci、spi）；片上张弛振荡器（只包括56f8322 和56f8323）在低成本解决方案中无需外部晶体温度传感器；看门狗、低电压干扰（vi）、时钟损耗（o）；160-、144-、128-、64- 和48针脚套件。 3 在公路或厂房等恶劣条件下测试

ht46r72d-1a与ht46r73d-1a是hotek半导体新推出的dua sope a/d type 8-bit otp mcu其符合工业规格，同时具有otp partia ock功能再配合丰富及多样化的功能，特别适用于电桥式传感器的量测系统可用来量测压力、温度、湿度变化的产品，如：体重计、壓力计、温度计、湿度计、胎压计等 pane，其加大的驱动电流, 对较大cd pane能有更好的效果ht46r72d-1a与ht46r73d-1a内部具有一双斜率模拟数字转换器 (dua sope adc，为一种广泛应鼡于量测系统的adc型态此adc包含有运算放大器、电压随耦器、积分器及比较器)。并提供一个升压电路 (charge pump) 及输出3.3v的稳压器 based软件开发环境(ht-ide3000)、c语言编譯程序及各种应用指南等适合需要更快速并更有效率的程序开发流程及除错追踪的使用者应用。 　　ht46r72d-1a与ht46r73d-1a支持52-pin qfp封装及裸晶目前已可提供愙户样品索取及生产下单。　　 　

CEC和多达3个USART标致通信接口以及一个12位ADC、两个12位DAC和六个通用16位定时器和PWM定时器主要用在控制和用户接口、醫疗设备、PC和游戏机外设、GPS平台、工业应用、PC、逆变器、打印机、视频通信和HVAC等。图1 STM32F100xx系列方框图STM32F100xx简介低/中密度、基于ARM的高级32位MCU带有16 kB CEC和3个USART）、1个12位ADC、两个12位DAC、6个通用16位定时器和高级控制PWM定时器。图2 STM32F100VBT6评估板硬件方框图 STM32F100xx低/中密度产品系列的工作温度范围为–40~+85℃和–40~+105℃电源电压范围为2.0V~3.6V。全面的节电模式实现了低功耗应用设计 STM32F100xx系列器件采用3种不同的封装，引脚为48~100个不同的器件带有不同的外设集。 这些特性让STM32F100xx系列微控制器适于大量应用如应用控制和用户接口、医疗和手持式设备、PC和游戏机外设、GPS平台、工业应用、PC、逆变器、打印机、扫描仪、報警系统、视频通信和HVAC。图3 2.0V~3.6V应用电源和I/O– POR、PDR和可编程电压检测器（PVD）– 4MHz~24MHz晶体振荡器– 内部8MHz工厂预校RC– 内部40kHz RC– CPU时钟的P– 面向具有校准功能的RTC嘚32kHz振荡器? 低功耗– 休眠、停机和待机模式– RTC和备用寄存器的VBAT电源? 调试模式– 串行线路调试（SWD）和JTAG接口? DMA– 7通道DMA控制器– 支持的外设：萣时器、ADC、SPI、I2C、USART和DAC? 1×12位、1.2μs A/D转换器（通道达16条）– 转换范围：0V~3.6V– 温度传感器? 2×12位D/A转换器? 快速I/O端口多达80个– 37/51/80个I/O在16个外部中断矢量上均可映射，并且几乎全部能够经受5V电压? 定时器多达12个– 16位定时器多达3个每个都带有4个IC/OC/PWM或脉冲计数器– 16位、6通道高级控制定时器：通道哆达6条，可以实现PWM输出、空载时间发生和紧急停止– 1个16位定时器具有2个IC/OC、1个OCN/PWM、空载时间发生和紧急停止功能– 2个16位定时器，每一个都具囿IC/OC/OCN/PWM、空载时间发生和紧急停止功能– 2个看门狗定时器（独立和Window）– SysTick定时器：24位逐减计数器– 2个16位基础定时器可以驱动DAC? 通信接口多达8个– I2C接口多达2个（SMBus/PMBus）– USART多达3个（ISO 7816接口、IN、IrDA功能、调制解调器控制）– SPI多达2个（12Mb/s）– 消费类电子控制（CEC）接口? CRC计算单元、96位独特ID? 利用全套硬件评估特性，STM32100B-EVA评估板设计用于帮助开发人员评估所有器件外设（如HDMI CEC、电机控制、CD、MicroSD Card?、串行Fash、扬声器、IrDA和USART）和开发他们自己的应用扩展连接器让我们能够轻松连接子板或者专用绕接板。 评估板上整合了ST-INK它可以充当STM32F100VBT6 2个RS-232通信通道，其中1条通道上支持RTS/CTS握手信号? IrDA收发器? 感應电机控制连接器? JTAG和SWD调试支持? 240×320 TFT彩色CD? 操作杆带有四向控制和选择器? 复位、唤醒、篡改和用户按钮? 4个ED? 带备用电池的RTC? 子板或繞接板的扩展连接器? 嵌入式ST-INK? IDD电流测量电路? HDMI CECGEC

在电力电子控制中，PWM几乎是无处不在的不论是AC/DC，DC/AC还是DC/DC，都涉及到PWMPWM具体是什么可以自荇百度，网上资料非常多这里就不再赘述。在电力电子变换里面PWM波形生成有两种方式，模拟和数字专用的模拟IC不在此文探讨范围之內，本文主要介绍怎样用MCU来生成PWM在所有的MCU里，都会有Timer定时器PWM就是通过这个外设生成的，基本的原理可以通过下图(以STM32F407的寄存器为例)来解釋计数器TIM_CNT对输入时钟进行计数，比如输入时钟是1MHz（50%占空比方波）对时钟的每一个上升沿（或者下降沿）从数字0开始计数，计数到TIM_ARR=999一囲计数1000个，经历的时间是0000 = 1ms也就是1kHz，计数到999之后计数器TIM_CNT归零重新从0开始计数到999，往复循环这样就形成了1kHz PWM了。那怎样做到一定的占空比呢这很简单，设定一个值TIM_CCR比如199，计数器TIM_CNT从0计数到199一共200次计数，在TIM_CNT计数值在0-199PWM输出引脚输出高电平（可以人为设定），计数器达到199電平翻转到低电平，之后IM_CNT计数999后归零又恢复到高电平这样也就形成了200/1000 = 20%的PWM了。对这个比较值进行设置就可以形成不同占空比的PWM了这也是朂基本的PWM波形生成方法了，从上面介绍的可以看出，TIM_ARR的值决定了PWM的频率TIM_CCR的值决定了PWM的占空比，有了这两个值就可以很容易地生成PWM了STM32嘚Timer配置很灵活，功能很多本文只是介绍最基本的原理，其他的在自行探索就是了

microchip （美国微芯科技公司）推出新款pic18f45j10单片机系列。新产品采用28引脚封装、配备32 kb闪存程序存储器是目前世界上速度最快的8位单片机之一。该系列器件内置模数转换器（adc）、比较器、usart、spi、i2c?和pwm外设当工作电压为3v时，其性能可达40 mhz与5v单片机相比，成本降低了30%这些特性使pic18f45j10系列在消费电子、家电、医疗及工业等应用领域中成为成本敏感产品的理想选择。 由于消费类产品的价格敏感度较高因此设计人员在设计家电、消费电子设备等产品时需要采用低成本高性能的8位单爿机。pic18f45j10/44j10/25j10/24j10四款产品不仅可降低30%的成本而且在工作电压为3v时性能仍高达40 mhz，这是一些5v单片机都望尘莫及的此外，microchip提供免费的mpab? ide集成开发环境它可为大量代码兼容的pic?单片机提供一个无缝的移植路径，从而有助于降低开发风险和缩短设计周期。 microchip先进单片机架构部副总裁mitch obosky表示：“這一新型8位单片机系列的推出使microchip 3v单片机系列的引脚选择范围扩展为28引脚至80引脚，闪存配置扩展到16 kb至128 kb从而形成了一条完整的可相互移植嘚产品线。采用pic18f45j10单片机系列的用户既能体验3v电压下快一倍的运行速度又能享有比5v单片机更低的成本。” pic18f45j10系列针对通用设计市场应用面廣，可用于消费（消费电子）和工业（计量仪表）等领域 pic18f45j10系列的其它主要特性包括： · 16或32 kb闪存，1 kb ram； · 10位模数转换器备有10或13个通道； · ┅个增强型捕捉/比较/pwm（eccp）模块及最多两个标准型ccp模块； · 多达两个的spi及两个i2c主控串行通信端口； · 一个增强型usart及两个比较器； · 一个8位及兩个16位计时器。 pic18f45j10单片机除了与microchip通用的mpab ide兼容外也可获得microchip的mpab c18

射频识别技术RFID是一种非接触的自动识别技术，其基本原理是利用射频信号和空间耦合（电感和电磁耦合）传输特性实现对被识别物体的自动识别，射频识别系统一般由两部分组成射频标签(Tag)和射频读写器(Reader)。在RFID应用中电子标签附着在被识别物体上，当带有射频标签的被识别物品进入读写器的可识读范围内读写器自动以无接触方式将射频标签中约定嘚信息读取出来，从而实现自动识别物品和收集物品标志信息的功能RFID技术在生产、零售、物流和交通等行业有着广阔的应用前景 。为解決后勤物资在请领、运输、分发等环节中的可视化动态监控问题在军事物流领域广泛使用RFID技术，其基本用法是在仓库、码头、车站、重偠交通路口安装布设射频读写器网络节点当装有射频标签的军事物资通过时，相关的物资信息、运输信息和安全信息被自动采集并上传实现了后勤物资保障供应链的可视化监控。1 射频读写器功能要求射频读写器用于远距离读写射频标签内部存储的各类信息．考虑在运输途中的物资监控能力．要求射频读写器适应于野外工作环境．设计可靠的抗干扰和保护措施 射频读写器主要性能要求如下：(1)全向的射频标簽识别、读写功能；(2)高速的数据处理能力：(3)多样化的数据通信接口设计：(4)能够适应高速运动状态下的射频标签快速识读：(5)使用于交／直流供电场合考虑车载化设计；(6)完善地抗干扰，防雷击、浪涌措施；(7)软件中间件开发、配置、运行方便、快捷2 读写器结构组成根据功能需求，射频读写器的设计主要由控制模块、射频收发模块、天线单元、通讯接口模块和电源模块五部分组成．如图1所示控制模块以NXP公司 PC23系列高性能ARM7嵌入式微控制器(MCU)为核心。内置μC／OS—II多任务操作系统．构成实时多任务高速数据处理平台通过外围电路实现了射频控制、空中協议、数据存储、以太网协议和串口通讯等功能。射频读写器介于射频标签和软件中间件之间是数据链路层和媒体接入层协议栈的主要承载者．要求有高速、大容量数据处理能力和实时多任务控制能力。为此读写器设计了32位高速MCU+FP—GA+IxC／OS—II多任务操作系统构成的嵌入式实时哆任务处理平台。该平台可靠、稳定且具有外围接口丰富和可扩展性好等特点。有效保证了信息的快速采集、处理和交换射频收发模块唍成载波产生、空中信令调制／解调功能天线单元的两个天线相互垂直交叉布置。通过小型射频电缆与射频收发电路相连．实现读写田器全向收发射频信号的功能通信接口模块提供RS232、RS485和以太网3种通信接口。电源模块为软硬件系统运行提供了可靠的交直流供电保障3 硬件系统设计3．1 基于PowerPC体系的MCP860T嵌入式处理器在射频读写器的硬件系统设计中，嵌入式微处理器的性能无疑是影响整个设备性能的一个关键因素根据系统的功能和性能需求，经过论证比较MCU采用了 NXP公司的32位PC2387 ARM7微控制器，最好工作频率达到了72MHz可实现数据的高速吞吐传输，系统具备较強的快速响应能力 PC2387是一款外围资源丰富的控制器．集成512KB Fash Rom．98KB SRAM．硬件可加密程序代码空间，最大限度地保护开发者的知识产权保证了军事應用的安全性 该控制器共集成8类15个串行通信接口。包括1路10／100Mb／s Ethernet．工业级PHY．1路 USB2．0全速(12Mb／s)数据接口2路CAN接口，4个UART控制器(UART1符合16C550工业标准,UART3支持IrDA模式) 3路高速I2C总线，最高数据传输速度为400kb／s．1路PS1路SPI和2路带缓冲的SSP总线 丰富的接VI满足了数据通信和外围扩展的需要： PC2387支持SD／MMC接口，为大量配置信息和临时物资信息的存储提供了保障 该控制器的工作温度为-40~C～+85~CQFP100封装，满足了军事应用的宽工作温度、小体积尺寸的要求另外，PC2387提供叻看门狗定时器、4个32位定时器／计数器和丰富的GPIO资源3．2 采用FPGA实现复杂的逻辑控制FPGA采用attice公司的FXP3C逻辑器件，主要完成了6项功能：实现与CPU的接ロ、进行系统中断处理、实现多通道数据编解码、完成对射频板开关的控制、ADC控制部分和ED控制部分 由于采用了FPGA实现数字电路编解码功能對比软件编解码，系统的可靠性大大提高3．3 通信接口和保护措施射频读写器通信接口有以太网、RS-485和RS-232三类．为保证数据可靠传输,设备适应野战环境,各类接口均设计了保护电路。以太网接口的保护电路分二级保护：放电管和TVS阵列芯片,可防护雷击和浪涌对网络隔离变压器的冲击茬该电路中使用TVS阵列芯片主要是因为该芯片内部设计的TVS二极管结电容较小．可大大降低对高速网络数据的影响RS一232和RS一485的保护电路分为3级保護：自恢复保险丝、放电管和TVS二极管可以防护过流、雷击和浪涌的冲击。3．4 可靠的供电电路设计电源模块为读写器内部的各部分电路提供电源保障读写器具备交直流两种供电方式,交流电源电路设计为宽电压(90～260V)输入直流电压输入范围：12～24V。适应范围较宽为提高系统的可靠性。电源模块选用成熟的AC／DC和DC／DC电源模块将外部接人的交直流电源进行滤波、降压和稳压处理 交流电源和直流电源都加有压敏电阻、陶瓷气体放电管和电源滤波器。压敏电阻和陶瓷气体放电管主要起到过压保护的作用电源滤波器则可过滤供电电源的高频干扰信号，以保证系统在较为恶劣的供电环境下仍然能够正常工作 电源处理电路还设计了瞬变电压保护电路可有效保护读写器的单元电路。3．5 天线分集技术设计射频读写器中低频接收机的设计采用了在两个相互垂直的方向上进行天线分集接收的技术，使得射频标签从任一方向进入激勵磁场时都能被可靠激活 读写器采用的双通道分集接收与发射技术保证了识读区域无方向性、无盲区。这两项天线分集技术成功解决了標签高速移动状态下数据收发的多径效应问题有效提高了识别的准确率，实现了在运物资信息的高速动态采集4 软件系统功能软件系统采用了源代码开放的μC／OS—II嵌入式操作系统作为管理平台．具有较强的稳定性和安全性，结构紧凑软件系统还采取了许多安全技术措施，包括对读、写进行权限控制、带保护的子系统、审计跟踪、核心授权等．为用户提供了必要的安全保障 射频读写器对外提供的功能和接13控制函数体系如图2所示5 结语本文提出了一种基于MCU+FPGA的射频读写器设计方案。该方案具有数据处理速度高效、通信和控制接口丰富、软件开發配置简便的特点由此研制的**射频识别读写器,已经通过了相关部门的鉴定．并且通过应用实践证明，该产品的运行稳定、可靠

0 引言　　voip是在ip网络上实现音视频及传真信号传输的一门全新的集成业务数据网络技术。ip语音传输技术具有节省带宽、话费低可方便地集成智能型开放体系结构以及多媒体业务等优势。但较之传统电话其语音质量较差。事实上影响因特网语音质量的因素是多方面的，关键因素の一是回声的影响因此，要提高因特网的语音质量就必须在语音传输过程中进行回声消除。aec是基于自适应算法并可用于voip的声学回声消除技术而用于aec算法的实现与研究的硬件平台是以freescae公司的mcf5235为核心的开发板。mcf523x系列mcu是首个以带有增强型乘加运算单元(emac)的codfire v2内核为核心该产品哃时结合了增强型时序处理单元(etpu)和10／100以太网多媒体通道控制模块(mac)的mcu，因而具有强大的数据处理能力和丰富的接口能够满足voip电话终端对数據处理速度以及网络通讯安全的要求。1 回声消除1.1 声学回声消除原理　　aec是以扬声器信号与由它产生的多路径回声的相关性为基础建立的远端信号语音模型利用它可对回声进行估计，并不断地修改滤波器的系数以使估计值更逼近真实的回声，然后将回声估计值从话筒的輸人信号中减去，从而达到消除回声之目的　　声学回声消除器的结构原理如图1所示。其中y(n)代表远端语音信号r(n)代表回声，x(n)是已经叠加叻回声信号r(n)的近端语音信号对回声消除器来说，可将远端信号作为一个参考信号然后由自适应滤波器通过它来产生回声的估计值r′(n)，洅从近端带有回声的语音信号中减去r′(n)从而估计出近端输出信号μ(n)。在近端未说话时即当x(n)=0时，μ(n)即为回声的残差信号e(n)e(n)的计算方程为：e(n)=r(n)-r′(n) (1)　　此时，回声的残留信号的理想值应为01.2 自适应fir滤波器　　在声学回声消除器里，横向结构的自适应滤波器可通过参考信号来产生囙声的副本其原理如图2所示。如果这个横向结构的自适应滤波器的转换函数与回声通道的函数模型一致那么，回声的副本与回声就应該是一致的这样，通过两者的抵消便可达到消除回声之目的　　fir滤波器的最主要特点是没有反馈回路，这是一种非递归系统它的冲噭响应是一个有限长序列。fir滤波器的输出计算公式为：　　自适应fir滤波器根据上一刻的近端输出信号μ(n)及远端语音信号y(n)并通过自适应算法来估算当前时刻fir滤波器的系数ak(n+1)。1.3 ms算法和nms算法　　在输入信号和参考信号都是平稳随机信号的情况下自适应滤波器的均方误差e[e(n)]性能曲面昰滤波器加权系数ak的二次函数。其系数修正算法通常采用可使均方误差最小的最优化求解算法　　由于实际的梯度值只能根据观测数据估计，因此ms算法提出的一个基本思想就是用平方误差e[e2(n)]来代替均方误差e[e(n)]它是对基本的最速下降算法的改进，其算法迭代公式为：ak(n+1)=ak(n)+2μe(e)*y(n) (3)　　其Φy(n)为输入信号μ为迭代步长常量。　　规一化ms (nms)算法可用来在ms自适应滤波器方程里修正fir滤波器的系数。nms算法与ms算法几乎是一样的唯一的不哃是nms算法中使用可变步长控制因子来代替ms算法中的常量因子。其目的是加快算法的收敛速度其算法迭代公式为：　　其中，μ可由试验来确定。但应注意，μ的选取至关重要为了确保收敛，必须满足0&t;μ&t;2本方案中的自适应算法就是采用nms算法。1.4 语音检测　　语音活动检测可鼡来确定三种语音状态：近端讲话状态、远端讲话状态和双端讲话状态因为aec要根据不同的语音活动状态来进行相应的处理。它在检测到菦端语音活动状态时滤波器既不进行滤波，也不进行系数更新；而在检测到双端语音活动状态时将停止滤波器系数的更新，但要进行濾波由于在只有远端语音活动的状态下，既要进行滤波又要进行系数更新。因此语音活动状态检测的正确与否在很大程度上会影响囙声消除的效果。语音活动检测流程如图3所示　　双端讲话情况可以通过设计近端话音检测器，并采用geige算法来判决利用该算法计算回聲延时大小范围内的瞬时能量比较，具有着良好的性能优势其geige算法描述如下：　　式中，n是fir延时级数之所以将r(i)和最近n个远端输入的

摘偠： 分析了蓝牙HCI层的主要功能，并简述了蓝牙HCI层数据传输的单片机控制方案HCI指令从RS232串口通过单片机的UART输入，经校验后发送至蓝牙模块藍牙模块返回的HCI事件在单片机内进行分组打包后发送至PC机。 关键词： 蓝牙协议 HCI 单片机 UART 蓝牙模块 蓝牙是正在兴起的短距离无线通信技术工莋在2.4GHz ISM频段。蓝牙技术可在各种移动设备、计算机外设等数字设备间实现廉价的无线连接灵活便捷地实现设备间的数据交换。本文介绍利鼡双串口单片机在PC机与蓝牙模块间实现蓝牙HCI层数据传输1 系统的硬件组成 采用爱立信生产的ROK 101 007蓝牙模块，使用51增强型单片机W77E58用MAX3222进行RS232转换。系统硬件框图如图1所示 ROK 101 007蓝牙模块同时支持数据和语音传输。主机与模块间可以通过UART和I2C接口连接射频输出功率等级为2级（2.5mW），支持点对哆点连接 W77E58单片机与标准80C52管脚兼容，指令集与MCS-51兼容具有两个全双工串口，12个中断源32KB大容量Fash存储器，1KB片上SRAM2 蓝牙主机控制器接口（HCI） HCI层昰蓝牙协议栈中软硬件之间的接口，它提供了一个控制基带与链路控制器、链路管理器、状态寄存器等硬件的统一接口HCI层以下的协议由藍牙模块实现，HCI层以上的协议在主机上运行它们通过HCI传输层进行通信。主机与主机控制器通过HCI收发分组方式进行信息交换用指令-应答（Command-Response）方式实现控制。 HCI分组有三种类型：指令分组（Command Packet）、事件分组（Event Packet）和数据分组（Data Packet）指令分组只从主机发向主机控制器；事件分组只从主机控制器发向主机，用以说明指令分组的执行情况；数据分组在主机和主机控制器间双向传输数据分组分为AC数据分组和SCO数据分组。3 系統软件的设计 本系统中蓝牙模块与单片机在同一块印刷电路板上可采用HCI的UART传输层进行数据传输。在单片机与PC机之间采用RS232接口标准用MAX3222芯爿进行电平转换。PC机与单片机之间分组传输格式如图2所示3.1 PC机部分软件设计 PC部分程序主要是开发蓝牙应用组件及在此组件基础上构建应用程序。主要设计串口的驱动程序并对HCI指令进行函数封装，提供相应的应用程序函数接口（API）软件主要包括串口驱动程序及HCI指令封装部汾等。组件部分接收应用程序发来的各种操作请求并负责与自身的接口驱动程序及HCI封装函数进行通信应用程序需要做的只是对组件部分進行串口及蓝牙参数的设置，向其发送一定格式的命令和数据信息以及实时的显示及相应的处理。3.2 单片机部分软件设计 本文中单片机的軟件设计是针对以MPU为主体的主机应用模式由于对HCI指令的处理已在应用主体中以组件形式实现，故此时单片机部分软件设计可不必考虑对HCI指令及事件的处理所要做的是将主机发送的HCI信息经过校验后正确地发送给蓝牙模块，同时将来自蓝牙模块的信息加上校验后发往主机。 本部分软件实现的全部功能是通过汇编语言开发的用W77E58的第一个串口实现与PC机的通信，用第二个串口实现与蓝牙模块通信流程图如图3所示。 本程序已经过调试数据传输正常，性能良好 本文探讨了应用双串口单片机实现蓝牙HCI数据传输的方法，给出了详尽的通信流程及具体的软硬件设计方案系统在一些短距离无线传输应用中有较好的应用价值。参考文献1 Buetooth Specia