siliconlabs参考设计帮助开发人员在5分钟内转动电机-完整的无传感器无刷直流电机控制解决方案

8位MCU的无感BLDC设计
无论是炙手可热的工业4.0，还是近两年非常火的无人机，电机尤其是可以大范围调速、能量转换效率高的无感BLDC，在这些领域，扮演着非常重要的角色。

无感BLDC 优势明显，但其驱动原理及实现却有些复杂，对设计者会有较高的要求。

下面，将以小型无感BLDC 控制为例，选用Silicon Labs 的低功耗
8 位MCU EFM8BB10 作为主控器件，提供完整的参考原理图、源代码，让攻
城狮，即使新手，也可以轻松实现BLDC 的开发。

一、硬件设计
图1：以EFM8BB10 作为主控MCU 的无感BLDC 完整原理图
如图1，在基于EFM8BB10 主控MCU 的无感BLDC 原理图中：Part1 电源
模块;Part2 功率驱动电路;Part3 是反向电动势反馈电压网络等;Part4 是主控MCU，EFM8BB10;Part5 是对外输出PWM 信号;Part6 是外部PWM 输入信号;
Part7 是主回路电流检测电路。

整个电路精炼、实用、成本低、体积小。

其中，选用EFM8BB10 作为主控MCU，主要有以下优势：
优势一：EFM8BB10 主频速度快，最高25MIPS，对于2 极对的电机，最高
可以实现200000RPM 的高转速，完全可以胜任诸如无人机驱动的要求;
优势二：EFM8BB10 内部集成了2 个电压模拟比较器，并且，该比较器具备
切断PWM 输出的功能，当BLDC 过载或电流异常时，可以及时、快速地切断BLDC 的驱动信号，能很好地保护BLDC 的安全;
优势三：EFM8BB10 采用QFN-20 封装，体积仅3*3mm，对于诸如航模电。

SiliconLabs新SimplicityStudio平台简化嵌入式开发来源：电子产品世界[导读]高性能模拟与混合信号IC领导厂商Silicon Labs宣布发布同时支持Silicon Labs节能的32位EFM32™Gecko微控制器(MCU)和8位MCU的Simplicity Studio™开发生态系统最新版本。

关键词：SiliconLabs嵌入式系统高性能模拟与混合信号IC领导厂商Silicon Labs宣布发布同时支持Silicon Labs节能的32位EFM32™ Gecko微控制器（MCU）和8位MCU的Simplicity Studio™开发生态系统最新版本。

最新发布的软件系统延续了原有Simplicity Studio的最佳特性，支持超过240款基于ARM®的EFM32 MCU，同时扩展对Silicon Labs基于8051的MCU产品的开发支持。

新版本的Simplicity Studio平台也集成了基于Eclipse的集成开发环境（IDE），支持32位和8位嵌入式系统。

Simplicity Studio的设计旨在使开发过程更加容易、更快和更有效，可以通过单一的简单易用平台，提供嵌入式设计人员从初始的概念设计到最终产品完成所需的一切资源。

Simplicity Studio平台已经内建了智能算法，可以立即检测到连接的目标MCU。

图形化硬件配置工具可以自动配置MCU，使得开发人员能够从耗时的技术文档研读中解放出来。

开发人员能够启动项目、立即运行功能演示和应用代码示例。

嵌入式开发人员可以使用集成的Simplicity IDE开发和调试他们的固件。

IDE支持Eclipse插件、采用Eclipse调试器以调试C/C++，并且支持Keil®和GNU编译器（GCC）编译工具。

Silicon Labs还为8位MCU开发人员免费提供了Keil PK51编译工具。

对于喜欢Keil μVision或IAR Embedded Workbench IDE的客户，Simplicity Studio也提供了对第三方工具的无缝支持，允许开发人员在Simplicity Studio内部调用他们喜欢的IDE。

59 2020.10“停止测试”，按下此按键即可停止当前测试任务，此时该按键重新变成“开始测试”。

“重置”按键可以复位接收的字节数计数器并更新界面。

另外，设置了2个CheckBox ，分别是“十六进制显示”和“自动新行”，可设置串行数据接收区的数据显示格式。

2）串口数据接收区：默认选中“十六进制显示”和“自动新行”，采集的MEMS 原始数据将在串口数据接收区的文本框实时显示十六进制数据，并自动换行；有效数据文本框实时显示当前接收到的MEMS 有效数据。

通过分析串行数据接收区的数据，可对数据的有效性进行判断。

3）数据显示区：通过动态显示的方式，将MEMS 输出的7路信号（三路陀螺仪，三路加表，一路温度计）以数据曲线的形式显示在程序界面上。

同时通过7个textBox 显示当前惯组各通道的测量值。

4 小结本文使用MEMS 惯性测量单元，上位机，双轴电动转台及转台控制器设计了一套基于MEMS 的惯性导航实验系统，经过长时间的使用，系统能正常采集、处理和显示MEMS 输出的数据。

该系统有助于学生了解惯性导航原理，理解、熟悉、掌握惯性导航和运动状态采集的原理、技术及应用。

该系统不仅仅是教学实验系统，同时，也是1个二次开发平台，可以作为其他实验和项目的数据采集验证平台。

参考文献：[1] 薛连莉,陈少春,陈效真.2017年国外惯性技术发展与回顾[J].导航与控制,2018,17(2):1-9.[2] 成宇翔,张卫平,陈文元,等.MEMS微陀螺仪研究进展[J].微纳电子技术,2011,48(5):277-285.[3] 曹玉珍,蔡伟超,程旸.基于MEMS加速度传感器的人体姿态检测技术[J].纳米技术与精密工程,2010,8(1):37-41.[4] 伍文双,冯华君,徐之海,等.基于MEMS陀螺仪的光学图像拼接[J].光子学报,2018,47(3):221-224.[5] 杨梦雨,管雪元,李文胜.基于MEMS/GPS/地磁组合的弹体姿态解算[J].电子测量技术,2017, 40(4):60-63.[6] 王琦,王磊,江豪,等.基于C #的P L C 数据采集监控系统研发与应用[J ].自动化与仪器仪表, 2019(8):176-178.[7] 姜拓,张剑平.基于C#的数据采集系统上位机软件设计与实现[J].电子测试,2009(9):58-61.[8] 周阳,周美娇,黄波,等.基于C#的串口通信系统的设计与研究[J].电子测量技术,2015,38(7):135-140.图５　ＭＥＭＳ微惯组演示系统界面Silicon Labs推出蓝牙5.2模块近日，Silicon Labs 宣布推出BGM220S ，以扩展其低功耗蓝牙产品系列。

Silicon Labs电容式触摸感应按键技术原理及应用来源于网络，版权输入原作者市场上的消费电子产品已经开始逐步采用触摸感应按键，以取代传统的机械式按键。

针对此趋势，Silicon Labs公司推出了内置微控制器(MCU)功能的电容式触摸感应按键(Capacitive Touch Sense)方案。

电容式触摸感应按键开关，内部是一个以电容器为基础的开关。

以传导性物体（例如手指）触摸电容器可改变电容，此改变会被內置于微控制器内的电路所侦测。

电容式触摸感应按键的基本原理◆Silicon Labs 现提供一种可侦测因触摸而改变的电容的方法电容式触摸感应按键的基本原理就是一个不断地充电和放电的张弛振荡器。

如果不触摸开关，张弛振荡器有一个固定的充电放电周期，频率是可以测量的。

如果我们用手指或者触摸笔接触开关，就会增加电容器的介电常数，充电放电周期就变长，频率就会相应减少。

所以，我们测量周期的变化，就可以侦测触摸动作。

具体测量的方式有二种：(一)可以测量频率，计算固定时间内张弛振荡器的周期数。

如果在固定时间内测到的周期数较原先校准的为少，则此开关便被视作为被按压。

(二)也可以测量周期，即在固定次数的张弛周期间计算系统时钟周期的总数。

如果开关被按压，则张弛振荡器的频率会减少，则在相同次数周期会测量到更多的系统时钟周期。

Silicon Labs推出的C8051F9xx微控制器(MCU)系列，可通过使用芯片上比较器和定时器实现触摸感应按键功能，连接最多23个感应按键。

而且无须外部器件，通过PCB走线/开关作为电容部分，由内部触摸感应按键电路进行测量以得知电容值的变化。

◆以Silicon Labs的MCU实现触摸感应按键利用Silicon Labs其它MCU系列，仅需搭配无源器件，即可实现电容式触摸感应按键方案。

与C8051F93x-F92x方案相比，唯一所需的外部器件是(3+N)电阻器，其中N是开关的数目，以及3个提供反馈的额外端口接点。

Silicon Labs无线M-Bus软件简化智能仪表设计高性能模拟与混合信号IC领导厂商Silicon Labs（芯科实验室有限公司, NASDAQ:SLAB）今天宣布推出旨在简化智能仪表无线连接开发的完整软件解决方案，适用于基于无线M-Bus标准的电、气、水和热等资源类智能仪表。

Silicon Labs的无线M-Bus软件特别针对快速增长的智能仪表和智能电网市场，是对其行业领先的微控制器（MCU）、无线IC产品和开发工具套件的有力补充。

无线连接为许多智能仪表应用提供了可扩展且易部署的通信技术。

基于欧洲标准EN13757-4的无线M-Bus协议，规定了如何在Sub-GHz基础上使不同类型的智能通用电表、数据集中器、移动抄表设备和热量表（热消耗配置器）进行无线RF通讯。

无线智能仪表应用中对于电池供电的仪表（例如水、气和热表）要求具有较长的电池寿命。

无线M-Bus协议规定了只需要耗费很小的表间通讯数据量以使能工作15-20年的电池寿命得以实现。

经过去几年多次的现场试验及许多国家的部署证明，在欧洲无线M-Bus已成为广为接受的智能仪表标准，而且世界其他地区对该标准的兴趣也正在大大增加。

Silicon Labs的无线M-Bus软件解决方案包括完整的sub-GHz无线协议栈，从物理层到应用层支持S（868MHz）、T（868MHz）、C（868MHz）和N（169MHz）模式。

这个协议栈包括可以访问应用和扩展数据链路层的应用编程接口（API）。

该软件也包括一个可以从外部主机处理器控制无线M-Bus解决方案的可选串行命令接口。

无线M-Bus软件可提供二进制/目标对象格式代码，适用于Silicon Labs的Si446x EZRadioPRO®sub-GHz RF收发器和基于ARM内核32位的低功耗EFM32™ Leopard Gecko MCU。

使用Silicon Labs的无线开发套件（WDS）可以为S、T、C和N模式提供物理层配置。

Silicon Labs电容触摸感应MCU的工作原理与基本特征现在的电子产品中，触摸感应技术日益受到更多关注和应用，并不断有新的技术和IC面世。

与此同时，高灵敏度的电容触摸技术也在快速地发展起来，其主要应用在电容触摸屏和电容触摸按键，但由于电容会受温度、湿度或接地情况的不同而变化，故稳定性较差，因而要求IC的抗噪性能要好，这样才能保证稳定正确的触摸感应。

针对市场的需求，来自美国的高效能模拟与混合信号IC创新厂商SILICON Laboratories(简称：SILICON Labs)公司特别推出了C8051F7XX和 C8051F8XX系列的MCU(单片机)，专门针对电容触摸感应而设计，在抗噪性能和运算速度上表现的非常突出。

一、 SILICON Labs公司的电容触摸系列MCU目前SILICON Labs公司推出的C8051F7xx和C8051F8xx等电容触摸系列MCU，以高信噪比高速度的特点在业界表现尤为出色。

同时，灵活的I/O配置，给设计带来更多的方便。

另外，由于该系列MCU内部集成了特殊的电容数字转换器(CDC)，所以能够进行高精度的电容数字转换实现电容触摸功能。

CDC的具体工作原理：，IREF是一个内部参考电流源，CREF是内部集成的充电电容，ISENSOR属于内部集成的受控电流源，CSENSOR为外部电容传感器的充电电容，由于人体的触摸引起CSENSOR的变化，通过内部调整过的ISENSOR对CSENSOR进行瞬间的充电，在CSENSOR上产生一个电压VSENSOR，然后相对内部参考电压经过一个共模差分放大器进行放大;同理IC内部的IREF对CREF充电后也产生一个参考电压并相对同样的VREF经过差分放大，最后将2个放大后的信号通过SAR(逐次逼近模数转换器)式的ADC采样算出ISENSOR的值。

图1SILICON Labs SAR式的ADC采样可选择12-16位的分辨率，，采用16位的分辨率进行逐位比较采样：首先从确定最高位第16位(IREF=0x8000)开始，最高位的值取决于电容的充电速率，也就相当于电流的大小，取电流IREF/2，比较VSENSOR和VREF：VSENSOR > VREF 则最高位 = 0 ;VSENSOR < VREF 则最高位 = 1 ;随后，SAR控制逻辑移至下一位，并将该位设置为高电平，进行下一次比较：如果第16位是1，则取下一个IREF=0xC000 ;如果第16位是0，则取下一个IREF=0x4000.这个过程一直持续到最低有效位(LSB)。

新闻稿Silicon Labs推出业界最灵活易用的32位混合信号MCU - 新型Precision32™系列产品为广泛的嵌入式设计重塑多功能、一体化、高能效和易用特性 -中国，北京- 2012年3月5日-高性能模拟与混合信号IC领导厂商Silicon Laboratories （芯科实验室有限公司, NASDAQ: SLAB）今日宣布推出Precision32™单片机（MCU）系列产品，为32位MCU市场带来前所未有的设计灵活性。

基于ARM® Cortex™-M3处理器的新型Precision32系列产品包括32位SiM3U1xx和SiM3C1xx MCU产品，具有引脚兼容的集成USB和非集成USB功能选项。

通过提供高度集成的灵活架构，以及丰富的外设集、超低功耗和可免费下载的基于Eclipse开发工具，Precision32系列产品适用于各种应用领域，包括便携式医疗装置、销售终端外设、电机控制、工业监控、条码扫描仪、光学触摸屏接口、传感控制器和家庭自动化系统等。

为帮助开发人员降低系统成本、设计复杂度和减少元器件数量，Precision32系列产品提供极高的外设集成度，节省物料（BOM）成本高达 1.34美元。

以下片上外设将大大减少外围元器件数量和系统成本：∙集成先进锁相环（PLL）的精密振荡器，无需昂贵的8MHz晶体，可以为无外部晶体的USB操作提供所需的高精度时钟，同时内核可以独立工作在1-80MHz任何频率。

∙内部5V电压调节器使MCU可直接从USB或5V电源供电，无需外部稳压器。

∙六个高驱动I/O（每个高达300mA），可直接驱动高功率LED、小马达、蜂鸣器和功率MOSFET，并可以作为升压转换控制器。

∙电容触摸通道多达16个，减少按键、滑动条或滚轮应用中额外需要的触摸传感器IC。

Precision32系列产品提供完整的USB2.0 PHY和模拟前端，可直接连接到USB控制器接口，而其他大多数MCU需要外部USB上拉电阻和终端电路。

94M i c r o c o n t r o l l e r s &E m b e d d e d S ys t e m s 2018年第10期w w w .m e s n e t .c o m .c n利用M i c r o c h i p 汽车安全开发工具包保护汽车网络免受黑客攻击M i c r o c h i p T e c h n o l o g y In c .(美国微芯科技公司)推出的全新C r y pt o A u t o m o t i v e 汽车网络(I V N )信任锚/边界安全设备(T A /B S D )开发工具包让O E M 和一级供应商能够对联网汽车系统实施安全保护,从最重要的领域开始,将最高级别的保护部署进汽车网络的每处㊂C r y pt o A u t o -m o t i v e T A /B S D 开发工具包业内唯一的专为保证安全而设计的汽车工具,通过模拟汽车网络中的安全节点,为系统设计师提供实施安全措施的直观着手点㊂这款工具允许制造商根据各种规范和行业标准灵活配置安全节点,几乎涵盖了各种安全措施㊂该工具可以实现安全密钥存储㊁电子控制装置(E C U )身份验证㊁硬件加密加速器和其他加密元素㊂与主机单片机配合使用时,使得设计师能够实施安全启动和控制器局域网(C A N )消息验证等功能,包括在适当情况下通过附加消息验证码(MA C )将C A N 2.0消息转化为可变速率C A N 数据(C A N F D )㊂贸泽开售M i c r o c h i p A T m e ga 48098位M C U 贸泽电子(M o u s e r E l e c t r o n i c s )开始分销M i c r o c h i p T e c h n o l o g y 的A T m e g a 48098位单片机㊂A T m e g a 4809单片机是m e ga A V R 系列单片机的新成员,旨在创建高响应命令和控制应用㊂此单片机具备独立于内核的外设(C I P),便于通过硬件而非软件执行任务,其集成式高速模数转换器(A D C )具有参考电压,能够更快速地转换模拟信号㊂基于硬件的C I P 使得贸泽备货的M i c r o c h i p A T m e ga 48098位单片机基于高性能8位A V R R I S C C P U ,其灵活的低功耗架构提供了三种休眠模式,让开发人员能够在处理速度与功耗之间取得均衡㊂A T m e ga 4809的C I P 包括可配置定制逻辑(C C L )㊁循环冗余校验(C R C )和5个16位定时器,可降低延迟响应频率,进而改善用户体验㊂A T m e g a 4809单片机坚固耐用且反应迅速,运行于1.8~5.5V 电压范围以及-40~125ħ温度范围下㊂借助于经工厂校准的振荡器,A T m e ga 4809能够在极端温度条件下提供高达20MH z 的稳定性能㊂S i l i c o n L a b s S i 5332产品系列替代时钟㊁振荡器㊁缓冲器和完整时钟树S i l i c o n L a b s (亦称 芯科科技 )宣布扩展了其S i 5332任意频率时钟产品系列,新版本S i 5332将时钟I C 和石英晶体基准整合在同一封装内,简化了电路板布局布线和设计㊂一体化S i 5332解决方案可确保产品在整个使用周期寿命内可靠启动和运行,而不像传统解决方案因采用不同供应商时钟I C 和晶振而存在互操作性风险㊂S i l i c o n L a b s还在整个S i 5332产品系列中引入了多配置支持,使开发人员能够将多个时钟树配置整合到单一型号之中㊂S i 5332时钟发生器通过在封装内集成高质量的晶振参考消除了这些设计限制㊂除了简化设计之外,这种方法还可最大限度地减少P C B 总体占用空间,并最大限度地提高P C B 布线灵活性㊂由于片内晶振免受外部P C B 噪声影响,因此与使用外部时钟源(190f s R M S ,12k H z ~20MH z )的S i 5332版本相比,片内集成晶振的S i 5332器件可提供更低的抖动(175f s R M S)㊂是德科技I x i a 事业部推出创新数据包级可视性解决方案是德科技宣布,其I x i a C l o u d L e n s 可视性平台进一步扩展,可以从数据包级别上洞察容器(C o n t a i n e r )和K u b e r n e t e s 集群中的工作负载情况㊂是德科技是一家领先的技术公司,致力于帮助企业㊁服务提供商和政府客户加速创新,创造一个安全互联的世界㊂I x i a C l o u d L e n s 是一款24ˑ7全天候在线可用的软件即服务(S a a S )解决方案,可提供端到端的云可视性㊂C l o u d L e n s 开创了跨越云平台向容器和K u b e r n e t e s 集群提供数据包级可视性解决方案的市场先河,这些云平台的容器集群管理服务包括AW S E l a s t i c C o n t a i n e r S e r v i c e f o rK u b e r n e t e s (E K S )㊁A z u r e K u b e r n e t e s S e r v i c e (A K S )和G o o g l e K u b e r n e t e s E n gi n e (G K E )㊂C l o u d L e n s 平台采用全新设计,既保留了云技术的种种优势 弹性规模㊁灵活性和敏捷性,同时又支持安全㊁分析和取证工具获取所需的数据包级数据㊂现在,C l o u d -L e n s 让企业能够从数据包级别洞察物理㊁虚拟㊁云端㊁容器或K u b e r n e t e s 集群中的工作负载情况,从而让他们在应用性能管理(A P M )㊁网络性能管理(N P M )和入侵检测(I D S)工具方面的现有投资发挥最大效用㊂M a x i m 发布最新L E D 背光驱动器M a x i m 宣布推出MA X 20069,帮助设计人员将汽车信息娱乐系统轻松升级到更大㊁更高分辨率的显示器,同时实现更低成本和更小方案尺寸㊂MA X 20069是业界首款集成可由I 2C 控制的四通道㊁150m A L E D 背光驱动器,以及四路薄膜晶体管液晶显示器(T F T L C D )偏置的单芯片方案㊂M A X 20069通过提供正极模拟电源电压(P A V V D )和负极模拟电源电压(N A V D D )支持更大的屏幕尺寸和更高分辨。