2 演示硬件

图 2-1 展示了基于 MSPM0G3507 和 DRV8220 的烟雾报警器演示设置方框图。介绍的设置包括一个 MSPM0G3507 LaunchPad™ 开发套件，该套件连接了两个额外的 TI 评估板。评估模块 TLV61046AEVM-833 用于为驱动器模块 DRV8220EVM 和压电元件提供适当的电压轨。这种布置支持单端 PWM（用于生成警报音）或差分 PWM（例如 BD 调制）来驱动压电式扬声器。本演示使用 BD 调制 来适应音频播放和警报音生成。

图 2-1 采用 DRV8220 和 MSPM0G 硬件的烟雾报警器发声器方框图

MSPM0G350x 系列微控制器是超低功耗 MCU，工作电源电压范围为 1.62V 至 3.6V。本演示中展示的 LaunchPad™ 通过插入到 PC 中的 USB 电缆供电，可提供 5V 的输入电压轨。MSPM0G3507 LaunchPad 包括一个 LDO，可提供 3.3V 电压轨，用于为 MCU 和升压转换器输入供电。DRV8220 H 桥的工作电压范围为 4.5V 至 18V。本演示使用 TLV61046AEVM 的默认 12V 输出作为压电驱动电压，但该电压在 EVM 上可调。在该应用中选择 DRV8220 电机驱动器是因为它具有低功率耗散和低成本。DRV82xx 系列中的 H 桥设计还能够驱动容性负载，这也是该应用的一个重要考虑因素。

硬件连接演示如图 2-2 所示，详细信息如下：

• MSPM0G 3.3V 连接到 TLV61046A VIN
• MSPM0G GND 连接到 TLV61046A GND
• TLV61046A VOUT 连接到 DRV8220 VM
• TLV61046A GND 连接到 DRV8220 GND
• MSPM0G PA8 连接到 DRV8220 IN1
• MSPM0G PA9 连接到 DRV8220 IN2
• DRV8220 OUT1 连接到 PCT-4546E 压电
• DRV8220 OUT2 连接到 PCT-4546E 压电
• USB 电缆从 PC 连接到 MSPM0G LaunchPad

图 2-2 硬件连接演示

MSPM0G350x 微控制器 (MCU) 属于 MSP 高度集成的超低功耗 32 位 MCU 系列，该 MCU 系列基于增强型 Arm® Cortex®-M0+ 32 位内核平台，工作频率最高可达 80MHz。高性能集成模拟外设可简化供应链并优化成本。MSPM0G350x 集成了两个 12 位 4Msps ADC、可配置的内部共享电压基准、一个 12 位 1Msps DAC、三个具有内置基准 DAC 的高速比较器、两个具有可编程增益的零温漂零交叉运算放大器和一个通用放大器。此外，MSPM0G350x 集成了智能数字外设，例如七个计时器，支持多达 22 个 PWM 通道。MSPM0 MCU 平台将 Arm Cortex-M0+ 平台与整体超低功耗系统架构相结合，可在提高性能的同时降低能耗，这对于需要更大功率来产生低频音调的烟雾报警器应用尤其重要。

DRV8220 是一款集成电机驱动器，具有四个 N 沟道功率 FET、电荷泵稳压器和保护电路。三路电荷泵架构可减小设计尺寸，并在 4.5V 至 18V 的工作电源电压范围内以 100% 占空比运行。DRV8220 H 桥电机驱动器支持多种控制接口模式：PWM、相位/使能、独立半桥和并行半桥，其中每种模式均支持低功耗睡眠模式，以确保超低的静态电流消耗。DRV8220 所属的器件系列具有引脚对引脚、可扩展 RDS(on) 和电源电压选项，可支持不同负载和电源轨，并尽可能减少设计改动。

TLV61046A 是一款高度集成的升压转换器，集成了 30V 电源开关、输入至输出的隔离开关以及整流器二极管。TLV61046A 可将来自一节锂离子电池或两节碱性电池（串联）的输入电压转换成高达 28V 的输出电压。TLV61046A 具有输出短路保护、输出过压保护和热关断功能。在该应用中，通过将 FB 引脚和 VIN 引脚相连，使用默认的 12V 内部输出电压设置。

本硬件演示中使用的压电式发声器 AT-4625-TT-HT-R 具有 3Vp-p 至 30Vp-p 的宽工作电压范围，电流消耗 ≤ 80mA。10cm/1m 时的最小 SPL 额定值为 120/100dBA，能够在 3m 处产生超过 90dBA 的输出。与更典型的选择性频率响应相比，AT-4625-TT-HT-R 在宽频率范围内表现出相对平坦的响应，这对于该应用来说或许更重要。