微控制器 (MCU)

MSP430 超低功耗 MCU – 应用

工厂自动化

工业传感和通信

随着现代过程控制系统变得越来越复杂,对个体传感器装置中的嵌入式处理的要求也越来越高。无论是为进行局部数据分析,还是为满足对数字通信协议的日益增长的需求,很多传感器制造商现在都在传感器节点中加入 MCU,以实现额外特性。

无线通信领域中新近的创新正帮助推动无线传感器网络领域的发展;当与新能量收集技术结合时,在包括电机状态监控在内的很多远程传感应用中,无线传感器网络正逐渐成为现实,走入我们的日常生活。

工业过程控制系统

特色

  • 最低的工作和待机模式功率分布
    • < 100μA/MHz(工作模式)
    • < 500nA RTC(待机模式)
    • 功耗优化型集成模拟
  • FRAM 写入速度和寿命支持长期存储和分析更多数据
  • 正在申请专利的 Compute Through Power Loss (CTPL) 软件库实现上下文保存与恢复的革新
  • 提供扩展温度选项
  • 采用 CapTIvate™ 技术,每个按钮电流消耗仅为 0.9µA,抗噪性能达 10V rms,并支持金属镀层

优点

  • 降低维护成本和更换成本
    • 电池供电时间 > 10 年
    • 与 bq25570 能量收集 IC 配对时,不需要使用电池供电
  • 基于更广范围的数据,可做出更明智的决策
  • 在出现意外断电后,通过智能系统状态恢复功能实现快速唤醒
  • 可在严苛的环境条件下运行
  • 减少电容式触控设计的误检测,确保电池寿命超过 15 年,并支持防水、手套触控设计

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相关应用手册和技术文档:

能量收集、替代能源和可再生能源

通过利用全球超低功耗微控制器来降低峰值和平均电流消耗,TI 正在开启使用传统电池供电系统无法实现的全新应用的大门。与诸如 bq25570 能量收集 IC 的电池管理解决方案配对,从利用一颗葡萄为时钟供电,到利用车辆振动为桥梁上的传感器供电,再到利用光能为用于无线监控农场或酒厂的传感器供电,TI 正在与领先的能量收集供应商携手共建完整的生态系统,使设计人员不再停留在想象中,而是能够创造一个真实的无电池世界。

太阳能

特色

  • 最低的工作和待机模式功率分布
    • < 100μA/MHz(工作模式)
    • < 500nA RTC(待机模式)
  • 高精度集成模拟外设有助于实现真正的片上系统设计
  • 集成式 USB 外设可简化与计算机直接相连的过程,从而方便进行数据下载或分析

优点

  • 低泄漏系统有助于通过可再生能源提高效率和吞吐量
  • 可扩展的产品组合可确保为各种应用轻松实现软件移植

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楼宇自动化

门禁与安防

MSP 微控制器可满足占位与入侵探测器、电子门禁和电容式触控应用等多种应用的未来需求。这些低功耗微控制器具有独特的模拟功能,可适应多种传感拓扑结构,并支持 RFID、NFC 技术。

门禁与安防

特色

  • 超低功耗 – 工作模式:100uA/MHz
  • Energy Trace++™ 软件
  • 电容式触控 IO 功能和软件库
  • NFC 软件和 ROM 控制器
  • 采用 CapTIvate™ 技术,每个按钮电流消耗仅为 0.9µA,抗噪性能达 10V rms,并支持金属镀层

优点

  • 极大限度减少外部组件,具有成本效益
  • 持久的电池寿命
  • 精确高效的电源监控
  • 可靠运行,具有失效防护模式
  • 减少电容式触控设计的误检测,确保电池寿命超过 15 年,并支持防水、手套触控设计

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火灾与烟雾探测器

烟雾探测器是一种可感应烟雾(一般说明出现火灾)的器件。商务和住宅安防器件向作为火警系统一部分的火警控制面板发出信号,而家用探测器(即烟雾警报器)通常从探测器本身发出当地声音或可视警报。

烟雾探测器一般装在直径为 150 毫米(6 英寸)、厚度为 25 毫米(1 英寸)的蝶形塑料壳中,但其形状可能因制造商或产品线而有所不同。大多数烟雾探测器通过光学检测(光电)或物理过程(离子化)运作,而其他烟雾探测器则同时使用这两种探测方法,以增强对烟雾的感应灵敏度。灵敏的警报器可用于探测进而阻止禁烟区出现烟雾。大型商务、工业和住宅楼宇中的烟雾探测器通常通过中央火警系统供电,而火警系统则由具有备用电池的楼宇电源供电。但是,在大多数单户分离式和较小的多户房屋中,烟雾警报器通常仅由单个一次性电池供电。

MSP430™ 微控制器在这些应用中的运用很普遍,其具有超低功耗特性,可实现较长的电池使用寿命(> 10 年),并通过诸如内置运算放大器和 ADC 的集成模拟功能实现成本优化。

火灾探测器

特色

  • 通过集成的高频振荡器实现无晶体运行
  • 集成低漏电跨阻放大器
  • 平均功耗小于 2uA
  • FRAM 有助于加快编程和实现高产量制造

优点

  • 超低功耗,电池寿命超过 10 年
  • 外形小巧,可满足大小限制条件
  • 集成模拟功能,可实现具有成本效益的单芯片实施方案
  • 语音频带、音频播放功能 – 即用型设计

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玻璃破裂探测器

玻璃破裂探测器是一种用于电子防盗警报器的传感器,可探测玻璃是否破碎或破损。这些传感器常用于玻璃门或玻璃橱窗附近,旨在检测是否有入侵者打破玻璃而侵入。玻璃破裂探测器通常使用一个麦克风来监控玻璃的任何噪声或振动。如果振动超出特定阈值(有时可由用户选择),探测器电路就会对振动进行分析。较为简单的探测器只使用根据典型的玻璃破碎频率进行微调的窄带麦克风,并在声音超出特定阈值时作出反应,而较为复杂的设计则使用类似于 DCT 和 FFT 的信号转换来将声音分析结果与一个或更多玻璃破裂原型比较,如果超出振幅阈值以及以统计产品说明书学上的相似性阈值,则作出反应。

MSP 微控制器经专门设计,以低功耗的强大算法作为参考,通过具有成本效益的单芯片实施方案来优化玻璃破裂探测器应用。

玻璃破裂探测器

特色

  • 通过 LEA 以更低的功耗满足更高的处理要求
  • 通过 AES256、区域性安全区实现更强的安防效果
  • 14 位高速 ADC,可实现高级捕获算法并提高性能

优点

  • 超低功耗,电池寿命超过 10 年
  • 可借由单芯片实施方案的小巧外形满足尺寸限制要求
  • 即用型参考设计&软件 - 针对误触发和检测的强大算法

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电子锁

电子锁是机械和电子紧固装置的结合体,通过物理实体(比如,钥匙、钥匙卡、数字组合键盘、指纹、RFID 卡、安全令牌等)和/或提供密钥信息(比如代码或密码)进行解锁。

MSP430™ 微控制器非常适合这些应用,其采用 FRAM 技术,可优化更低功耗性能,从而延长电池寿命、提高安全性,并借助数据记录功能提高智能性。

电子门锁

特色

  • AES256 & IP 封装可增强安全性
  • 采用 FRAM 进行固件升级和数据记录
  • 采用 CapTIvate™ 技术,每个按钮电流消耗仅为 0.9µA,抗噪性能达 10V rms,并支持金属镀层

优点

  • 超低功耗,电池寿命超过 10 年
  • 外形小巧,可满足大小限制条件
  • 通信堆栈可用性 – NFC、6LowPAN、SimpleLink™ 产品组合等
  • 减少电容式触控设计的误检测,确保电池寿命超过 15 年,并支持防水、手套触控设计

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占位、移动探测器

占位或移动探测器本质上是传感应用,其囊括一系列用于检测空间区域中人体存在的技术,一般无需被检测者故意参与。这些探测器采用诸如红外线、超声波、声音、图像识别等各种传感技术。适合的应用空间包括办公室、教室、会议室、休息室、储物区、走廊等,主要用于优化能耗,也就是节约和节省电能。具备超低功耗特性的 MSP 微控制器集成了模拟功能和高级安全特性,因此非常适合这些应用。

占位、移动探测器

特色

  • AES256 与 IP 封装可增强安全性
  • 采用 FRAM 进行固件升级和数据记录
  • 14 位高速 ADC,可实现高级捕获算法并提高性能

优点

  • 低功耗,可采用较简单的电源
  • 外形小巧,可满足大小限制条件
  • 集成模拟功能,适合多传感器输出(PIR、热电堆、电感等)
  • 通信堆栈可用性(6LowPAN、SimpleLink、KNX 等)

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恒温器

恒温器属于控制系统组件,可感测温度并将温度保持在接近理想设定值的范围。恒温器保持温度的方式是根据需要接通或关断加热/冷却器件,或通过调节传热流体的流量来保持正确的温度。恒温器可作为加热或冷却系统的控制单元或作为加热器或空调的组成部分。恒温器可通过多种方式进行构造,可使用各种传感器来测量温度。传感器输出随后控制加热或冷却仪器。恒温器可在温度处于设定值任一侧时打开或关闭。这可防止设备因频繁开关而受损。

具有超低功耗和内置 LCD 驱动功能的 MSP430™ 微控制器适用于这些应用,可延长电池寿命并通过更高对比度的 LCD 显示屏增强显示效果。

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特色

  • 采用 FRAM 进行固件升级和数据记录。
  • 电容式触控功能,可打造更好的用户界面。
  • 采用 CapTIvate™ 技术,每个按钮电流消耗仅为 0.9µA,抗噪性能达 10V rms,并支持金属镀层。

优点

  • 超低功耗,电池寿命更长。
  • 集成的 LCD 驱动功能,可用于大型显示屏。
  • 集成的低功耗实时时钟外设。
  • 减少电容式触控设计的误检测,确保电池寿命超过 15 年,并支持防水、手套触控设计。

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电网基础设施

MSP 微控制器旨在满足智能电网基础设施产品(如断路器、自加电保护继电器和功率监视器)所需要的高准确性与可靠性要求。这些低功耗微控制器具有独特的功能,可适应多种传感拓扑结构,并可满足先进通信要求。

智能电网器件

特色

  • 超低功耗 – 工作模式:100uA/MHz
  • 快速启动时间 < 6uS
  • 高性能 ADC
  • 集成运算放大器
  • 精确内部振荡器
  • 外形和封装小巧

优点

  • 电源要求更简单
  • 可靠运行,具有失效防护模式
  • 精确电源监控,精度更高
  • 极大限度减少外部组件,节约成本

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水表、热量表、燃气流量计

基于 MSP 的流量计产品旨在满足更高的准确性要求并实现 > 20 年的电池寿命。增强的外设支持多种用于流量测量的传感技术(如光学感应、磁感应、LC 传感器和超声波感应等),并支持多种用于水表和燃气表的通信技术。此外,采用新的 FRAM 技术,这些低功耗微控制器可实现连续实时数据记录以及更快、更简便的无线固件更新。

热水器表

特色

  • 带增强扫描接口外设的片上系统
  • 超低功耗工作模式 (100uA/MHz) 和待机模式 (350nA)
  • Energy trace++™ 软件
  • FRAM 存储器
  • AES256 以及用于随机数生成算法的真随机数种子
  • 度量方法和无线 M-Bus 软件产品

优点

  • 超低功耗后台流量测量
  • 经过优化的基于能源的代码分析
  • 电池寿命更长
  • 快速可靠的数据记录
  • 先进安全保障,满足自动化抄表、自动化仪表基础设施需求
  • 提供参考设计,可缩短上市时间

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电表

基于 MSP 的能量测量产品旨在满足/超越 ANSI C12.20 和 IEC 62053 对于智能电表在整个温度范围内的精度要求,并有助于相电流在 2000:1 的动态输入范围内<实现 < 0.1% 的准确度。这些低功耗微控制器具有独特的功能,可支持多种传感器,如电流互感器、分流电阻器和 Rogowski 线圈,并具有可增强系统安全性和代码/数据保护水平的内置先进外设,能够满足智能电网要求。此外,MSP 微控制器用于准确高效的电源监控应用。

电表

特色

  • 带 24 位 7 个同步 S 转换器(具有差动输入和内置 PGA)的片上系统
  • 硬件实时时钟,具有不同的 Vbat 和篡改检测 IO
  • AES-128 硬件加密模块
  • 超低功耗模式,待机模式下 < 2uA
  • 提供 DLMS 支持的能源软件库产品

优点

  • 0.2 类度量精度
  • 超低功耗,电池寿命 > 10 年
  • 符合标准的自动抄表功能
  • 减少能源盗窃情况和电表篡改带来的收入损失
  • 提供全面参考设计,缩短上市时间

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更多应用

血压监护仪

生命攸关的应用

如果您有兴趣在生命攸关的应用(FDA III 类或类似标准)中使用 TI 组件,请联系产品信息中心 (PIC) 以获取其他信息。通过定期血压监测可以获得的健康益处和预警信号是众所周知的。这些便携式设备部件需要精密模拟测量以及精确控制功能来确保系统以较高效率正确运行。

血压监护仪

特色

  • 真正的片上系统设计,具有高性能模拟外设。
  • 集成式 USB 外设可简化与计算机直接相连的过程,从而方便进行数据下载或分析。
  • 采用 CapTIvate™ 技术,每个按钮电流消耗仅为 0.9µA,抗噪性能达 10V rms,并支持金属镀层。

优点

  • 缩减的物料清单有助于减小总体外形尺寸并降低系统成本。
  • 单芯片设计可缩短上市时间,并减少所需的总体设计工作量。
  • 减少电容式触控设计的误检测,确保电池寿命超过 15 年,并支持防水、手套触控设计。

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脉动式血氧计

脉动式血氧计是用来测量患者氧饱和度水平的医疗设备。MSP 微控制器为当今的设计人员提供单芯片解决方案。

脉动式血氧计

特色

  • 高精度集成模拟外设有助于实现真正的片上系统设计。
  • 集成式 USB 外设可简化与计算机直接相连的过程,从而方便进行数据下载或分析。
  • 采用 CapTIvate™ 技术,每个按钮电流消耗仅为 0.9µA,抗噪性能达 10V rms,并支持金属镀层。

优点

  • 缩减的物料清单有助于减小总体外形尺寸并降低系统成本。
  • 单芯片设计可缩短上市时间,并减少所需的总体设计工作量。
  • 减少电容式触控设计的误检测,确保电池寿命超过 15 年,并支持防水、手套触控设计。

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心率监护仪

生命攸关的应用

如果您有兴趣在生命攸关的应用(FDA III 类或类似标准)中使用 TI 组件,请联系产品信息中心 (PIC) 以获取其他信息。从单导健康与健身心率监测胸带、动态心电图和事件监测系统到临床诊断系统,TI 提供的医疗半导体产品为多种心率监测应用带来了广泛的解决方案。

心率监护仪

特色

  • 集成模拟技术为众多 HRM 应用带来单芯片解决方案。
  • 创新型 FRAM 非易失性存储器。
  • 采用 CapTIvate™ 技术,每个按钮电流消耗仅为 0.9µA,抗噪性能达 10V rms,并支持金属镀层。

优点

  • 单芯片解决方案有助于降低物料清单复杂性和成本。
  • FRAM 存储器可降低非易失性写入功耗,从而显著延长电池寿命。它还支持接近无穷大的擦写次数,因此可增强数据记录的性能。
  • 减少电容式触控设计的误检测,确保电池寿命超过 15 年,并支持防水、手套触控设计。

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活动追踪器

MSP 器件实现了处理性能与功耗的完美结合,使最新一代个人健身及活动监控器和跟踪器拥有更长的电池续航时间。

健身追踪表

特色

  • 创新型 FRAM 非易失性存储器。
  • 微小的 DSBGA 封装有助于降低物理尺寸。
  • 采用 CapTIvate™ 技术,每个按钮电流消耗仅为 0.9µA,抗噪性能达 10V rms,并支持金属镀层。

优点

  • 延长了电池寿命,其中包括需要非易失性数据存储的应用。
  • 集成式 USB 外设可简化数据下载&固件更新。
  • 减少电容式触控设计的误检测,确保电池寿命超过 15 年,并支持防水、手套触控设计。

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智能医疗贴片

生命攸关的应用

如果您有兴趣在生命攸关的应用(FDA III 类或类似标准)中使用 TI 组件,请联系产品信息中心 (PIC) 以获取其他信息。通过完善甚至取代现有的生理数据收集方法,不显眼的智能医疗贴片持续呈现增长态势。通过利用诸如 FRAM 非易失性存储器和 NFC 收发器等创新技术,能量收集无电池系统现已成为现实。

智能医疗贴片

特色

  • 超低功耗 FRAM 微控制器提供功耗显著低于传统非易失性存储器(如闪存或 EEPROM)的写入操作。
  • 集成 AES256 加密和解密硬件加速器。

优点

  • 非易失性存储无需增加功耗,因此可延长电池寿命。
  • 只能通过 NFC 场提供系统电源,从而实现无电池系统。

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个人电子产品(消费类)

触摸优化外设、低功耗设计及低成本使 MSP 微控制器成为消费类和便携式电子应用的理想选择。这些微控制器的超低功耗协处理器可在应用处理器内始终运行,从而为系统增加价值。MSP 可用于减轻诸如传感器中枢、键盘控制、电池和电源管理、电容式触控、触觉和接近检测等功能的压力。

消费类电子手机

特色

  • 较低的工作/待机模式功率分布
    • < 100μA/MHz(工作模式)
    • < 500nA RTC(待机模式)
  • 0.4 纳秒计时器 D 分辨率
  • 集成电容式触控 I/O 模块
  • 提供分离轨 1.8V/3.3V 选项
  • 采用 CapTIvate™ 技术,每个按钮电流消耗仅为 0.9µA,抗噪性能达 10V rms,并支持金属镀层

优点

  • 低功耗架构和外设可延长系统电池寿命
  • 高分辨率计时器可缩短响应时间并提高灵敏度,以支持更多按钮
  • 无需外部组件即可启动触控输入
  • 直接连接至应用处理器和传感器等
  • 减少电容式触控设计的误检测,确保电池寿命超过 15 年,并支持防水、手套触控设计

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血糖仪(开环)

血糖仪(开环)是用于监测患者血糖水平的手持便携式医疗设备。如今,这些仪表在工作时通常需要对微小血液样品与特定试剂之间的电化学反应进行电流测量。这种微小的电流被转换为可使用模数转换器进行测量的电压。测得的这一电压再经过处理后向用户显示葡萄糖读数,并进行存储以供将来下载。

血糖仪

特色

  • 集成 SAR 或 Σ-Δ ADC、运算放大器、DAC,可实现真正的 SoC 设计。
  • 广泛的存储器和外设配置,用于多种血糖仪。
  • 采用 CapTIvate™ 技术,每个按钮电流消耗仅为 0.9µA,抗噪性能达 10V rms,并支持金属镀层。

优点

  • 单芯片设计可缩短上市时间,并减少所需的总体设计工作量。
  • 可扩展的产品组合可在整个系列的仪表产品之间实现轻松的软件移植。
  • 减少电容式触控设计的误检测,确保电池寿命超过 15 年,并支持防水、手套触控设计。

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