应用领域： 智能家居

方案类型： 原型方案 

方案概述

1.方案介绍：

该方案采用MKL05带触摸功能的MCU，实现了在智能家居面板触摸检测的功能，节省板子空间并降低了方案成本。

基于窄带载波解决方案，采用了是我司代理的nxp的M0+内核mcu。

主要采用了MKL05内部的UART以及TOUCH，以及timer，GPIO等功能单元。

2.主要功能和性能参数：

a、支持单芯片实现触摸功能和通用MCU

b、小的封装体积

c、与现有PLC实现uart互通

3.方案应用细分市场：

a、智能电网

MKL05Z32VFM4参数

产品型号：MKL05Z32VFM4

制造商编号：3831450

描述：IC MCU 32BIT 32KB FLASH 32QFN

产品相片：32-VFQFN Exposed Pad

PCN 其它：Errata and Maskset Qualification 20/Dec/2013

标准包装：490

类别：集成电路（IC）

家庭：嵌入式 - 微控制器

系列 ：Kinetis KL0

包装：托盘：ARM® Cortex®-M0+

核心尺寸：32-位

速度：48MHz

连接性：I²C，SPI，UART/USART

外设：欠压检测/复位，DMA，LVD，POR，PWM，WDT

I/O 数：28

程序存储容量：32KB（32K x 8）

程序存储器类型：闪存

EEPROM 容量 -

RAM 容量：4K x 8

电压 - 电源（Vcc/Vdd）：1.71 V ~ 3.6 V

数据转换器：A/D 14x12b，D/A 1x12b

振荡器类型：内部

工作温度：-40°C ~ 105°C（TA）

封装/外壳：32-VFQFN 裸露焊盘

供应商器件封装：32-QFN（5x5）

MCU（微控制单元）

微控制单元(Microcontroller Unit；MCU) ，又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer )或者单片机，是把中央处理器(Central Process Unit；CPU)的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。诸如手机、PC外围、遥控器，至汽车电子、工业上的步进马达、机器手臂的控制等，都可见到MCU的身影。

MCU的技术原理

MCU同温度传感器之间通过I2C总线连接。I2C总线占用2条MCU输入输出口线，二者之间的通信完全依靠软件完成。温度传感器的地址可以通过2根地址引脚设定，这使得一根I2C总线上可以同时连接8个这样的传感器。本方案中，传感器的7位地址已经设定为1001000。MCU需要访问传感器时，先要发出一个8位的寄存器指针，然后再发出传感器的地址（7位地址，低位是WR信号）。传感器中有3个寄存器可供MCU使用，8位寄存器指针就是用来确定MCU究竟要使用哪个寄存器的。本方案中，主程序会不断更新传感器的配置寄存器，这会使传感器工作于单步模式，每更新一次就会测量一次温度。

要读取传感器测量值寄存器的内容，MCU必须首先发送传感器地址和寄存器指针。MCU发出一个启动信号，接着发出传感器地址，然后将RD/WR管脚设为高电平，就可以读取测量值寄存器。

为了读出传感器测量值寄存器中的16位数据，MCU必须与传感器进行两次8位数据通信。当传感器上电工作时，默认的测量精度为9位，分辨力为0.5 C/LSB（量程为-128.5 C至128.5 C）。本方案采用默认测量精度，根据需要，可以重新设置传感器，将测量精度提高到12位。如果只要求作一般的温度指示，比如自动调温器，那么分辨力达到1 C就可以满足要求了。这种情况下，传感器的低8位数据可以忽略，只用高8位数据就可以达到分辨力1 C的设计要求。由于读取寄存器时是按先高8位后低8位的顺序，所以低8位数据既可以读，也可以不读。只读取高8位数据的好处有二，第一是可以缩短MCU和传感器的工作时间，降低功耗；第二是不影响分辨力指标。

MCU读取传感器的测量值后，接下来就要进行换算并将结果显示在LCD上。整个处理过程包括：判断显示结果的正负号，进行二进制码到BCD码的转换，将数据传到LCD的相关寄存器中。

数据处理完毕并显示结果之后，MCU会向传感器发出一个单步指令。单步指令会让传感器启动一次温度测试，然后自动进入等待模式，直到模数转换完毕。MCU发出单步指令后，就进入LPM3模式，这时MCU系统时钟继续工作，产生定时中断唤醒CPU。定时的长短可以通过编程调整，以便适应具体应用的需要。