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EFM32 单片机应用系列一:手持式激光测距仪设计参考

作者:angelazhang时间:2015-10-11

随着现代科技的发展以及人们生活水平的提高,便携式激光测距仪在各行各业中都有广泛的应用,如建筑业,高尔夫,行车速度与车距测量。EFM32 32位单片机是由Silicon Labs公司采用ARM Cortex-M内核设计而来的高性能低功耗32位微控制器。EFM32具有优异的低功耗特性,非常适合于对于低功耗有一定要求的手持式激光测距仪的应用。本文将简单介绍基于EFM32 32位单片机设计一款手持式激光测距仪的方法。


手持式激光测距仪结构

图1是手持式激光测距仪的结构框图,包括供电及充电,激光发射电路,激光接收电路,存储芯片,显示模块,主处理器,控制按键。


图 1 手持式激光测距仪结构框图


1、供电及充电

手持式激光测距仪为电池供电,带充电电路,EFM32的工作电压为1.8~3.8V,工作电压范围比较宽。

2、激光发射电路

通过PWM产生不同频率的调制信号,实现多测尺测量。将调制的正弦信号通过激光发射器发射向待测目标。

3、激光接收电路

将接收信号通过高速运放进行放大,由ADC进行采样确定波形相位。

4、存储IC

将测量结果保存。

5、显示模块

通过LCD或TFT显示测量结果及查寻之前测量结果或显示其他功能。

6、主控制器

根据测距仪功能不同可选择不同型号的EFM32系列作为主控MCU。EFM32具有良好的兼容性,同编号芯片引脚为pin-pin兼容。在低端应用中可选择EFM32TG系列作为主控,其flash和RAM资源为8~32KB和2~4KB;在高端产品中可选择EFM32LG系列,其与EFM32TG系列 pin-pin兼容,flash和RAM资源为32~128KB和8~16KB,带有TFT驱动及USB。

7、控制按键

根据产品使用领域定义不同功能。


采用EFM32 32位单片机的方案优势

相对于传统的8位、16位单片机实现的手持式激光测距仪,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。由于手持式激光测距仪为电池供电,对功耗有一定的要求,因此EFM32的低功耗具有明显的优势。

2、集成度高,性能高

EFM32是Cortex-M内核,内核的指令效率以及代码密度比传统的8位单片机高,尤其是在算法处理方面具有比较大的优势,这在计算相位差上有明显的优势。片上带有1M采样速率的12位ADC,配合PRS及DMA可以实现精准定时的采样和数据存储,更精确的得到返回波形的相位,使MCU具有更快的处理及响应外部事件的能力,更适合本应用方案。除此外,EFM32片上集成高达8X36 的LCD驱动器,甚至支持16位RGB接口的TFT屏驱动,丰富的集成外设为不同的系统应用提供多样性的选择。

3、扩展性良好

EFM32系列之间具有良好的兼容性,同型号不同系列的芯片是pin-pin兼容,保证用户在统一的硬件平台上,可进行不同功能需求的裁剪。


EFM32 32位单片机是由Silicon Labs公司采用ARM Cortex-M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。EFM32内核采用目前流行的Cortex-M内核设计,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。



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