采用STM8S+DS3231打造一款精美VFD语音报时表
话说一直想用VFD显示屏做个时钟,有天有个好友给我说你设计个小东西我送给客户做纪念品,然后我一下子就想到了。就说,干脆就做个骚包的VFD报时表吧。
我说了我的想法,然后俩人一合计。然后俺就开工了,虽然后面因为各种原因,没有量产,不过做出来的显示效果还是蛮可以的。
设计的想法是要漂亮,大气,小巧,精致,实用,准确,呵呵,是不是有要求挺多的了?没事,过程。且听我慢慢道来,历时一个月设计,整理全部资料,包括Pcb,Code,首发EE论坛,卖弄下半桶水的电子设计,:-D
首先,小巧,那么我的设计初衷就是一个香烟盒大小差不多,PCB打样不是10*10CM以内是50元嘛,那我设计就不会超过这个尺寸,原谅我的吝啬小家子气,呵呵。
VFD显示屏的效果很惊艳的,精致就要靠自己设计了,实用准确,前期打算上GPS模块+电波钟模块进行自动授时的,因为DS3231虽说是高精度RTC但还是存在误差的,加上GPS或者电波钟授时校准就完美啦!
温度,和湿度,也是需要的,因为考虑到这个平时也是放在桌子上的,那么我又想到不如再加入人体感应模块吧,在MCU的软件那里可以设置,只要检测到人,就自动语音报时当前的时间,温度,湿度,信息。
为什么要设计语音报时呢?因为俺人懒,呵呵,不喜欢看,如果能有语音报时,挺好,这个设计主要是满足我自己懒人需求,^_^
那么框架就来了,包含VFD屏显示,温度湿度传感器,RTC时钟芯片,MCU,VFD驱动电路,语音报时芯片,锂电池充电芯片,一键开关机电路等。
综合成本考虑后,RTC直接用了淘宝购买的DS3231模块,估计是拆机件做的,好便宜,才5块钱,嘉立创卖的芯片都要14块了,:-D,温度湿度采用了SHT20传感器,I2C接口,节省MCU的IO,MCU选择了ST的STM8S105K6 LQFP32封装的,做这个时钟戳戳有余啦。
最后考虑了下,授时模块做成独立的选件,通过串口通讯,对时钟的时间进行校正,最后没有做上去。
先来一张成品完成的PCB图欣赏下:
做出来的首板实物图,手工割了个塑料盒子装着,凑合,先睹为快,呵呵
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超低功耗MCU在表计行业的应用(内附视频)
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华大超低功耗MCU
简介
华大半导体有限公司(简称华大半导体)是中国电子信息产业集团有限公司(CEC)整合旗下集成电路企业而组建的专业子集团。2014年5月8日在张江高科技园区注册,注册资本金39.75亿元,旗下拥有16家子公司,含三家上市公司,总资产规模超过100亿元。覆盖了集成电路设计、制造、封测及应用全产业链,公司连续多年位居中国十大集成电路设计企业前列。
MCU事业部成立自2016年,现有员工近150人,其中85%以上为研发人员。芯片设计与应用开发核心团队平均MCU行业经验大于10年。
华大MCU的超低功耗技术能力来自于长期的技术耕耘与投入,在2013年研发国内首颗量产的超低功耗MCU HC16L系列,实现国产超低功耗MCU零的突破。持续的投入和研发,使得MCU超低功耗性能保持国内领先、国际先进地位。其核心技术特点体现在nA级超低待机功耗、μS级高速唤醒、μA/MHz级高能效比 这三个方面,其中的超低待机功耗与高速唤醒能力同时具备,能够真正满足大量物联网应用长期待机、实时响应的应用需求。
华大超低功耗MCU
在水气表上 | 的发展
经过4年的市场耕耘,目前在智能水表领域已经拥有30%左右的市场占有率。
图1 2014 – 2019年出货量(单位:K)
超低功耗MCU内核从16bit 80C251内核迁移到32bit ARM Cortex-M0+内核。供电范围由1.8~3.3V扩大到1.8~5.5V,适应更多系统应用。RAM和Flash 也从8KB/32KB的配置扩展到32KB/256KB的配置。其中HC32L超低功耗系列产品具备从16PIN到100PIN封装的全覆盖,同一封装的不同系列具备封装全兼容的功能,便于客户快速迁移全系列开发。
增加了脉冲计数模块PCNT、低功耗串口LPUART、低功耗定时器LPT等具有低功耗特殊的外设,极大丰富和扩展了超低功耗应用。芯片功耗也从最低功耗0.9μA降低到0.5μA,同时其他已有外设在功能和性能也做了大幅度优化。
针对某些应用特点,实现了外部元器件的高度集成,有利于客户降低BOM成本和增强板级可靠性。针对物联网数据传输安全特性,芯片内部集成了RNG、AES、UID、CRC模式实现数据传输加密功能,具有高安全特性。
图2 HC32L系列 外设结构图
华大超低功耗MCU
在水气表上 | 的特点
智能水表和智能燃气表电池供电,产品具备低功耗特点。针对行业特点,华大超低功耗MCU产品定义完美匹配行业特点。
强大灵活优异的电气特性:
华大超低功耗MCU在正常运行模式和超低功耗模式具有灵活和强大的低功耗特性。具有国际先进特性的3uA快速唤醒响应时间,特别适合频繁唤醒和休眠应用的表计和无线模块行业。
图3
特色外设助力产品发展:
通常仪表具有通信功能,针对超低功耗模式下通信特点。超低功耗LPUART 具备最高9600bps通信波特率,满足在超低功耗模式下,能够正常接收数据并唤醒MCU,保证数据接收正常不丢失数据;
低功耗定时器(LPT)和RTC以 32KHz为时钟,可在超低功耗模式下定时唤醒MCU;
脉冲计数器(PCNT)模块可以对输入的脉冲进行计数, 支持三种脉冲模式:单通道脉冲、 双通道正交脉冲、双通道非交脉冲。无需软件参与,可在超低功耗模式下正确计数。针对表计行业以干簧管或者霍尔传感器为主的脉冲计量方式,该模块的应用极大的降低了产品功耗;
针对表计的电池电压测量和侦测,芯片内部集成了芯片电压采集。对电源电压监测开启内部低电压监测模块(LVD)。该模块可以在超低功耗模式下工作,满足时刻监测电池电量情况,一旦发现电池电压异常可以唤醒MCU,保存表计内部重要参数和相关数据;
芯片具有时钟校准和监测功能,可以在超低功耗模式下工作。时刻监测外部时钟是否失效停振,一旦停振可以唤醒MCU,同时时钟切换到内部时钟。等待外部时钟失效标志消失,可以再次切换到外部时钟。独立时钟的看门狗(WDT)也可在超低功耗模式下工作。该模块的配置,使芯片具备高可靠性和安全性能特点。
华大超低功耗MCU
的规划
图4 华大MCU低功耗产品分布图
图5 华大MCU低功耗产品表计行业展示图
附:表计行业推荐型号:
(点击图片可放大)
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