如果您觀察周圍，就會(huì)發(fā)現(xiàn)日常生活中計(jì)量設(shè)備無(wú)處不在。我說(shuō)的是家里安裝的所有電表、燃?xì)獗怼⑺硪约坝?jì)熱表，更別提加油站和購(gòu)物中心的流量表、秤和注冊(cè)系統(tǒng)了。目前生產(chǎn)的計(jì)費(fèi)設(shè)備由微控制器進(jìn)行電子控制。
在微控制器控制的典型計(jì)量應(yīng)用中，計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性首先取決于模數(shù)轉(zhuǎn)換器的精度（A/D）、采樣頻率和足夠的計(jì)量計(jì)算動(dòng)態(tài)范圍。另外，它還取決于軟件的可靠性，所以必須關(guān)注軟件對(duì)金融交易的影響。因此，半導(dǎo)體公司的目標(biāo)是，開(kāi)發(fā)的微控制器不僅能滿足測(cè)量精度、計(jì)算吞吐量和能源消耗等基本技術(shù)要求，而且還具有足夠的靈活性，可以提供將“合法”計(jì)量從應(yīng)用的其他部分隔離的選項(xiàng)。
2013年10月，飛思卡爾推出了一個(gè)采用ARM® Cortex®-M0+內(nèi)核的全新微控制器系列 — Kinetis® M。除了許多高分辨率的模擬外設(shè)、數(shù)字定時(shí)器、通信接口和帶獨(dú)立電源和溫度補(bǔ)償?shù)膶?shí)時(shí)時(shí)鐘外，這些微控制器還配備了硬件，控制接入存儲(chǔ)器、外設(shè)和集成在芯片上的I/O端口。
特性
圖1顯示了Kinetis M微控制器框圖。
圖 1 – 框圖
從上圖可以清楚看出，除了32位ARM Cortex-M0+外，微控制器還提供四個(gè)獨(dú)立的24位A/D轉(zhuǎn)換器（SD ADC），內(nèi)置可編程的放大器（PGA），轉(zhuǎn)換速度可達(dá)100 ksps。轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)，再加上作原理（二階Sigma-Delta調(diào)制器），支持在所有通道同時(shí)或采用精確定義的延遲來(lái)測(cè)量雙極模擬信號(hào)，范圍從幾微伏到一伏。
包含的其他模擬模塊是兩個(gè)高速模擬比較器（HSCMP），擁有可編程的磁滯5-30 MV，一個(gè)12通道的16位SAR A/D轉(zhuǎn)換器，以及一個(gè)擁有精確的1.2 V電壓參考，溫度系數(shù)為33 ppm/°C。設(shè)計(jì)該參考電壓的目的不僅是適用于提到的所有模擬模塊，而且通過(guò)一個(gè)內(nèi)部放大器緩沖，它還可以用作板卡上其他電路的電壓參考源。但是，如果內(nèi)部參考電壓的參數(shù)不夠的話，微控制器的模擬模塊可以由外部1.2 V參考電壓供電。
飛思卡爾的目標(biāo)是設(shè)計(jì)非常適合計(jì)量應(yīng)用的可編程器件。因此，該Kinetis M微控制器系列不僅包括Kinetis家族的標(biāo)準(zhǔn)模塊，還包括其他產(chǎn)品線的典型模塊。例如，互連矩陣中的內(nèi)部信號(hào)、器件的輸入和輸出（XBAR）和四通道定時(shí)器（Quad Timer）是通常用于數(shù)字信號(hào)控制器（DSC）中的模塊。這些模塊允許應(yīng)用開(kāi)發(fā)人員更精密地連接內(nèi)部外設(shè)，定義被測(cè)樣品之間的時(shí)間序列，還提供監(jiān)測(cè)內(nèi)部外設(shè)工作的選項(xiàng)。片上外設(shè)和I/O引腳連接X(jué)BAR模塊如圖2所示。
圖 2 – XBAR 信號(hào)和連接
本文選自電子發(fā)燒友網(wǎng)6月《智能工業(yè)特刊》Change The World欄目，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處！
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