小尺寸单片机在便携式设备中的应用.docx
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1、小尺寸单片机在便携式设备中的应用作者:罗国才(世强FAE)引 言 手机在现代生活中的使用越来越广,其功能也是越来越多,如现在有很多手机都带有MP3及照相功能,有的还具有闪信和计步器功能。手机闪信需要处理器能完成多路模拟输入、数据的实时处理等,原有的手机很难直接实现这些功能,就需要MCU配合完成其功能。 PMP等便携式设备大都带有彩色的TFT屏,而传统的驱动是由白色LED完成的,但其存在色差;现在大都采用RGB三色LED来背光,同时需要检测背光的效果,克服LED亮度变暗的问题。MCU可以协助主处理器完成这些功能,达到很好的彩色TFT屏的背光效果。便携式设备往往由多个公司共同提供模块,需要MCU有
2、好的保密功能。因此便携式设备对MCU的要求,大都需要小尺寸,低功耗,实时快速响应,保密性好,成本低等优点。小封装高集成的MCU,能集成FLASH、ADC、DAC、OSC、SRAM、PWM、温度传感器、看门狗等,同时便于MCU的编程和升级。该文依次介绍了如下内容:手机闪信和计步器介绍,手机闪信对MCU的需求,手机闪信中C8051F313的优点,彩色TFT屏的RGB驱动方案, 彩色TFT屏C8051F310方案,小尺寸MCU在便携设备中应用的优势等。一、手机闪信和计步器介绍1、手机中闪信功能光线较暗的环境下,通过快速左右摇动手机,利用人类视网膜延时现象,造成视觉残像,因而形成连续的光影信号,使观看
3、者视觉产生连续信息,这就是闪信的基本原理。实际处理中,处理器检测加速度变化后,根据运动的加速度等在不同的时刻让相应的LED点亮或熄灭,让人感觉到LED中空中出现一幅完整的点阵图像,一幅图像或者一串文字在0.1秒内显示出来效果就会很好。2、自动翻转因为重力加速度的原因,运动传感器能检测到重力加速度所加的方向,可以自动调整显示字符的方向。3、计步器功能人在行走或者跑步过程中,其加速度与时间轴大致成为一个正弦波;利用加速度传感器检测运动的加速度,可以计算走了多少步,还可根据步幅进而估算所走的距离等。二、手机闪信对MCU的要求在该应用中,MCU需要采样两路加速度传感器的输入,进行计算分析,在不同时刻显
4、示相应的LED,分析手机所持的方向,实现自动翻转功能。分析加速度值,计算出持有者走了多少步。完成与手机间的通讯功能,接收手机发送过来的命令和显示数据,回传计步器的值等。由于该模块需要放入手机中,对模块的尺寸有严格的要求,同时也需要小封装能利于散热。像手机这类的手持设备,对功耗有很高的要求,在手机加上闪信和计步器模块后,不能因此缩短手机的工作时间。MCU能直接驱动瞬时大电流的多个IO,比如能驱动16个电流为1520mA的高亮LED,而无需其他驱动芯片,能更好的节省空间和成本。模块为适应不同手机的应用,尽量提供多种通讯接口,如SMBus(I2C)、UART、SPI等通讯功能。其功能框图大致如下:其
5、闪信显示效果如下:三、手机闪信中C8051F313的优点在该应用中,我们选择了C8051F313,其资源如上图,很好的完成了该设计,该芯片有如下优点。1、体积小,高集成度:其C8051F313大小为5x5mm,如上图,该MCU包含了8K的FLASH,1K的SRAM,ADC、I2C、UART、SPI、PCA、看门狗,25个IO等资源。其QFN28的封装也有利于散热。2、保密性好,编程方便:FLASH能支持在线修改,同时内置的编程控制电路可以阻止外部对FLASH的非法读写访问;提供不需要连接计算机的手持式编程器,通过C2就可以对MCU进行编程和升级。3、高速处理能力:C8051F313采用CIP5
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