2019 年全球 MCU 整體市場規模為 164 億美元,應用市場主要集中在汽車電子、工控/醫療、計算機網絡、消費電子等領域,其中工控/醫療占比為 25%。
工業級 MCU 在工業領域的應用十分廣泛,從工廠自動化和機器人、電力傳輸和電網供電、電器電機控制,到智慧城市和智能樓宇自動化,各種機電設備和產品的正常運行都離不開執行計算、處理和控制功能的 MCU。
大聯大世平集團推出基於靈動微 MM32F0140 MCU 製作的 Arduino 平台方案,搭配眾多世平集團代理的傳感器(ams TMF8821 多點 ToF、Novosense NSHT3x 溫濕度傳感器)以及接口 IC(Vishay TFDU4300 紅外收發器、Novosense NCA1042 CAN 收發器),適合各類工程師以及創客快速上手以及開發,是搭建 MCU 平台以及研發生產的強有力的工具。
MM32F0140 豐富的外設配置,使得該方案可以應用於各類工業產品以及汽車產品,例如電池管理、電梯外護板、電動工具、消防監控、燈光控制、斷路器、汽車診斷儀、後裝汽車協控制器等。
硬體設計
1、主控 MCU(靈動微 MM32F0140)
MM32F0140 靈動第一款基於 12 寸晶圓打造的產品系列,其搭載 72MHz Arm Cortex-M0 內核,提供最高 64KB Flash 和 8KB SRAM,並集成了性能升級的 FlexCAN 接口。
MM32F0140 的主要特點如下:
- Arm Cortex-M0 內核,運行頻率高達 72MHz
- 最高 64KB Flash 和 8KB SRAM
- 內置 5 通道 DMA
- 內置 32-bit 硬體除法單元
- 3 組 UART、2 組 SPI、2 組 I2S、1 組 I2C
- 1 組 FlexCAN,支持 CAN 2.0B 協議
- 1 組高級定時器,可輸出 4 通道帶互補埠的 PWM,支持死區和剎車
- 1 組 32 位定時器、4 組 16 位定時器
- 1 組 12-bit SAR ADC,支持最高 1MSPS 採樣率和 13 路外部通道
- 1 組高速模擬比較器
- 2.0 – 5.5V 寬壓設計,適用於各種電源供電場合
- 高可靠性:支持最高 ±6000V HBM ESD,高溫 Latch-up 可耐受電流 ±300mA
- 提供 -40~85°C 和 -40~105°C 環溫選項
- 引腳兼容 MM32F031 和 MM32F0130 系列
MM32F0140 資源圖如下:
2、ToF 傳感器(ams TMF8821)
ams TMF8821 是多點的光學距離傳感器模塊,探測角度為 60°,產品可實現 4x4或3x6區域探測,目標探測距離高達 5 米。所有原始數據的處理都是在晶片上進行的,TMF8821 通過 I2C 接口提供距離信息。
ams TMF8821 特點匯總如下圖:
3、其他電路設計
方案上面使用的溫濕度傳感器和 CAN 收發器是 Novosense 的 NSHT3x 和 NCA1042;使用的 Buck IC 為聖邦微 SGM6012;使用的紅外收發器為 Vishay TFDU4300;使用的 Flash 為 Winbond W25Q16JV;使用的 EEPROM 為 onsemi CAT24C03。
以上 IC 世平集團均有做代理,傳感器以及 memory 均有相關操作例程可以提供,在選型評估時可作參考使用。
Mindmotion |
MCU IC |
MM32F0144C6P |
ams |
TOF |
TMF8821 |
Novosense |
CAN Transceiver |
NCA1042 |
R&H |
NSHT3X-DDNR |
|
SGMICRO |
POWER |
SGM6012 |
Vishay |
IrDA |
TFDU4300 |
Winbond |
Flash IC |
W25Q16JV |
onsemi |
EEPROM |
CAT24C03 |
►場景應用圖
►展示板照片
►方案方塊圖
►核心技術優勢
• 實現 ToF 高精度測距 • 實現 CAN 通訊,多塊開發板可搭建 CAN 網絡 • 實現紅外數據收發控制 • 實現溫濕度檢測 • 實現 DAC 音頻播放 • 實現 3.2 寸 TFT - LCD 液晶螢幕顯示
►方案規格
• 支持 MM32 Cortex-M0 系列 MCU 開發評估 • 兼容 Arduino 接口,實現各類基本通訊接口測試以及拓展板測試 • 方案支持 3.3 & 5V 工作 • 支持撥碼開關硬體選擇 CAN ID 編址 • 支持 ADC 掉電檢測,保存數據