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基于32位MCU的低功耗低成本手持式数字对讲机方案

我爱方案网| EFM32,数字对讲机,手持式数字对讲机, Cortex-M3,Energymicro| 2012-05-21
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中心论点:
*  EFM32内核采用Cortex-M3设计,可极大地缩短开发时间
*  EFM32具有优异的低功耗特性,非常适合手持式数字对讲机


EFM32具有优异的低功耗特性,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,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非常适合对低功耗有要求的手持式数字对讲机。

手持式数字对讲机的结构框图
     
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是手持式数字对讲机的结构框图,包括供电电源,语音处理电路,无线IC,主处理器,控制界面。

 

 图 1 数字对讲机结构框图
图 1 数字对讲机结构框图
     
1. 供电电源
手持式数字对讲机为电池供电,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。在对功耗要求比较高的情况下可通过EFM32来控制数字处理器的供电,以减小静态功耗。

2. 语音处理电路
采用数字处理器进行语音的数字编解码,实现语音数字与模拟间的相互转换。

3. 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。可实现数字语音IC与RF IC间的数据传输,同时控制按键、显示等人机界面。在对通讯音质要求不高的情况下甚至可完成简单的数字语音处理。

      4. 无线IC
根据对讲机应用领域选择不同频段的IC,目前主要频段为400MHz、800MHz和900MHz。

方案优势
     
相对于传统的8位、16位单片机实现的手持式数字对讲机,基于EFM32实现的本方案具有以下优势:
     
1. 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。由于手持式数字对讲机为电池供电,对功耗有一定的要求,在对功耗要求比较高的场合甚至可由EFM32控制各模块的供电,最大限度的提高其待机时间,因此EFM32的低功耗具有明显的优势。

 2. 降低成本
EFM32采用ARM公司的Cortex-M3内核设计,其运算性能优异,支持硬件乘法器及除法器,支持ARM和Thumb2指令集,使能程序代码密度高,执行效率快。在某些对通讯音质要求不高的场合可由EFM32来实现数字处理,完成简单的编解码,节省数字处理芯片。在显示上,EFM32集成了高达8*36段LCD驱动,某些型号可支持320*240的16位TFT的RGB驱动,在带显示产品上可节省显示驱动IC。

3. 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400MHz 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 。传输速度可高达4Mbit/s。


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