简介
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与精确时间同步的传感器精可穿戴设备、环境检测等各种无线传感器网络应用的要求。传感器数据采样由微控制器单元进行(MCU)控制。传统的方法是使用。MCU软件产生通用输入/输出(GPIO)脉冲,然后用特定间隔触发传感器收集数据。
传统的方法有两个问题。首先,它涉及到相当大的软件成本,这将增加功耗。第二,脉冲触发取决于MCU因此,随着时间的推移,软件可能会漂移。
本应用笔记介绍AD公司的SensorStrobe该机制可实现低功耗、一致、同步的传感器数据采集。
ADuCM3027/ADuCM3029具备SensorStrobe机制。这种机制支持和ADuCM3027/ADuCM3029MCU实现时间同步的数据采样。
SensorStrobe原因如下:
?在休眠模式下工作,功耗降低10倍以上。
?设置后不需要软件干预。
?脉冲触发机制独立于软件执行,即使在软件执行过程中也能产生连续的脉冲触发(而且没有漂移)。
本应用笔记采用示例设置ADuCM3027/ADuCM3029MCU连接到ADXL363加速度计,以证明利用SensorStrobe采集样本数据时,机制的功耗降低了10倍以上。SensorStrobe机制与非SensorStrobe对比软件方法,这种降幅非常明显。
图1.ADuCM3027/ADuCM3029和ADXL363连接图
目录
简介1
修订历史2
SensorStrobe概述3
ADXL363特性3
系统描述5
MCU和ADXL363之间的接口5
数据传输序列6
软件概述7
源代码片段8
ADXL363FIFO读操作10
11系统功耗分析
功耗测量11
结语13
结构健康监测(SHM)13
13.医疗保健监护
环境检测13
修订历史
2017年3月-修订版0:初始版
SENSORSTROBE概述
SensorStrobe传感器采样机制高效、低功耗、内同步。ADuCM3027/ADuCM3029支持这种机制。SensorStrobe可以在ADuCM3027/ADuCM3029活动,灵活(Flexi)在三种功耗模式下使用休眠。
SensorStrobe机制允许ADuCM3027/ADuCM3029处于休眠模式(750)nA),同时传感器以固定间隔周期性收集数据。
SensorStrobe机制与ADXL结合363的外部触发特性,以最低功耗收集传感器数据。
SensorStrobe是ADuCM3027/ADuCM3029年实时钟(RTC)报警功能。通过这一机制,ADuCM3027/ADuCM3029为ADXL363加速度计提供外部触发信号。位于触发信号RTC1_SS1(RTCSensorStrobe)通过引脚ADuCM3027/ADuCM3029上的单一GPIO低频时钟源驱动(32kHz)单周期,高电平脉冲。这种脉冲是周期性的,确保传感器采样时间不变,其周期具有高度的可配置性。
ADXL363特性
ADXL363是集三轴微机电系统于一体的超低功耗和三传感器件(MEMS)加速度计、温度传感器和模数转换器(ADC)同步采样外部信号的输入。
ADXL363512样本先进(FIFO)用于存储传感器数据的缓冲器。FIFO可节省系统功耗ADXL363独立记录数据FIFO在缓冲器的同时,MCU在休眠模式下。
ADXL363配置为外部触发模式。ADuCM3027/ADuCM3029在RTC_SS这些触发脉冲产生在引脚上。当每个触发脉冲到来时,ADXL363便于收集和存储数据FIFO缓冲器中最多有512个样本,每个样本有两个字节。
对ADXL编程363,当FIFO缓冲器达到480样本(每样本两个字节)的水印时,它便中断并唤醒MCU。使用水印特性可以让FIFO同时,留出空间接收更多样本,MCU唤醒并开始清空FIFO缓冲器。
ADXL363支持串行外设接口(SPI)读写访问寄存器。访问可以是单字节或多字节访问。FIFO缓冲器的目的是通过无限长度的多字节读取连续读取样本。因此,一个FIFO缓冲读指令可以清空FIFO缓冲器的全部内容。
在其他加速度计中,每个读取指令只能检索一个样本。ADXL363FIFO缓冲器也可以使用ADuCM3027/ADuCM访问3029直接存储器(DMA)清空控制器。
利用SPI接口的读命令模式,ADuCM3027/ADuCM3029与ADXL通过减少363高效通信SPI协议费用降低了系统的整体功耗。
图2.数据序列图
系统描述
我们建立了一个示例系统来解释使用SensorStrobe优点。这个系统包括一个EVAL-ADuCM3029EZ-KIT万用表和电流源表。这些系统设备串联测量系统的电流消耗。
图3.电流测量系统连接
MCU和ADXL363之间的接口
一步说明。
使能ADuCM3027/ADuCM3029的SensorStrobe机制,并将ADuCM3027/ADuCM3029休眠模式。Hz速率产生。
每次收到一个脉冲,ADXL获取样本并存储在363中FIFO缓冲器中。当达到FIFO上水印时,ADXL363便通过SYS_WAKE3(P2_01)引脚中断ADuCM3027/ADuCM3029。
ADuCM3027/ADuCM3029利用阅读模式的特性,通过单个命令清空整个模式FIFO,使SPI协议费用最小。DMA控制器可以清空FIFO进一步减少缓冲器MCU工作时间和系统电流消耗。
通过SensorStrAD中国官网obe,ADuCM3027/ADuCM即使在休眠模式下,3029也可以GPIO触发脉冲产生在43引脚上。脉冲产生的配置取决于RTC1寄存器和GPIO引脚复用。
在灵活的模式下,DMA可以传输SPI进一步降低系统功耗的数据。
数据传输序列
MCU传感器数据的收集分为两个阶段。图4和图5显示了这些阶段的信号活动。
首先,RTC1_SS引脚作为外部触发信号,ADXL收集样收集样本并存储在FIFO在缓冲器中。ADXL363FIFO缓冲器通过SPI读取内容。
图4.第一阶段-数据采集阶段:RTC_SS触发ADXL363
图5.数据传输的第二阶段MCU:通过SPI读取ADXL363FIFO
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