Kinetis M微控制器：面向計量方案的攻城利器

　　如果您觀察周圍，就會發(fā)現(xiàn)日常生活中計量設備無處不在。我說的是家里安裝的所有電表、燃氣表、水表以及計熱表，更別提加油站和購物中心的流量表、秤和注冊系統(tǒng)了。目前生產(chǎn)的計費設備由微控制器進行電子控制。

　　在微控制器控制的典型計量應用中，計費數(shù)據(jù)的準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量計算動態(tài)范圍。另外，它還取決于軟件的可靠性，所以必須關注軟件對金融交易的影響。因此，半導體公司的目標是，開發(fā)的微控制器不僅能滿足測量精度、計算吞吐量和能源消耗等基本技術要求，而且還具有足夠的靈活性，可以提供將“合法”計量從應用的其他部分隔離的選項。

　　2013年10月，飛思卡爾推出了一個采用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、數(shù)字定時器、通信接口和帶獨立電源和溫度補償?shù)膶崟r時鐘外，這些微控制器還配備了硬件，控制接入存儲器、外設和集成在芯片上的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獨立的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100 ksps。轉(zhuǎn)換器設計，再加上作原理（二階Sigma-Delta調(diào)制器），支持在所有通道同時或采用精確定義的延遲來測量雙極模擬信號，范圍從幾微伏到一伏。

　　包含的其他模擬模塊是兩個高速模擬比較器（HSCMP），擁有可編程的磁滯5-30 MV，一個12通道的16位SAR A/D轉(zhuǎn)換器，以及一個擁有精確的1.2 V電壓參考，溫度系數(shù)為33 ppm/°C。設計該參考電壓的目的不僅是適用于提到的所有模擬模塊，而且通過一個內(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。

　　飛思卡爾的目標是設計非常適合計量應用的可編程器件。因此，該Kinetis M微控制器系列不僅包括Kinetis家族的標準模塊，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、器件的輸入和輸出（XBAR）和四通道定時器（Quad Timer）是通常用于數(shù)字信號控制器（DSC）中的模塊。這些模塊允許應用開發(fā)人員更精密地連接內(nèi)部外設，定義被測樣品之間的時間序列，還提供監(jiān)測內(nèi)部外設工作的選項。片上外設和I/O引腳連接XBAR模塊如圖2所示。

圖 2 – XBAR 信號和連接
 

　　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)載請注明出處！