原标题：SAM4S:无线无源红外移动检测参考设计

　　Atmel公司的SAM4S是基于高性能32位ARM Cortex-M4 RISC处理器的闪存MCU，工作频率120MHz，闪存高达2048kB，SRAM高达160kB，外设包括带嵌入收发器的全速USB器件端口、用于 SDIO/SD/MMC的高速MCI、具有静态存储器控制器的外接总线接口等，工作电压1.62V~3.6V。主要用在红外移动检测、消费类电子、工业控制、PC外设等。

　　外设集包括：

　　• 1个全速USB设备端口带有嵌入式收发器

　　• 1个高速MCI用于SDIO/SD/MMC

　　• 1个外部总线接口，具有1个静态存储控制器，连接到SRAM、PSRAM、 NOR闪存、液晶显示

　　模块和NAND闪存

　　• 2个USART

　　• 2个UART

　　• 2个TWIS

　　• 3个SPI接口

　　• 1个I2S

　　• 1个PWM定时器

　　• 2个三通道通用16位定时器(带步进电机和正交解码器逻辑支持)

　　• 1个实时时钟

　　• 1个12位ADC

　　• 1个12位DAC

　　• 1个模拟比较器

　　图1 SAM4SD32/SD16/SA16 100引脚版框图

　　SAM4S系列可用于电容式触控，具有Atmel QTouch库的原生支持，便于按键、滚轮和滑块的应用。

　　SAM4S是一个中距的通用微控制器，具有低功耗，处理能力和外设方面的较佳比例。这使得SAM4S具有广泛的应用，包括消费电子、工业控制和PC 外设。其工作电压为1.62V~3.6V。

　　SAM4S系列与SAM3N、SAM3S系列(48-pin，64-pin和100-pin版本)，SAM4N和SAM7S传统系列(64-pin版本)引脚兼容。

　　SAM4S系列主要特性

　　•核

　　- ARM Cortex-M4带有2kB的高速缓存(最高120MHz的运行)

　　-存储器保护单元(MPU)

　　- DSP指令集

　　- Thumb-2指令集

　　•存储器

　　-高达2048kB的嵌入式闪存，可选双存储和高速缓存

　　-高达160kB的嵌入式SRAM

　　- 16kBROM与嵌入式引导装载程序(UART、USB)和IAP程序

　　- 8bit的静态存储器控制器(SMC)：SRAM、PSRAM、NOR和NAND

　　Flash支持

　　•系统

　　-单电源操作的嵌入式稳压器

　　-上电复位(POR)，欠压检测器

　　(BOD)和看门狗安全运行

　　-石英或陶瓷谐振器振荡器：

　　3MHz~20MHz的主电源，具有故障检测和可选功率32.768kHz，用于RTC或器件时钟

　　- RTC与公历和波斯日历模式，波形发生器(低功耗模式)

　　- RTC时钟校准电路，用于32.768kHz晶振频率补偿

　　-高精度8MHz/12MHz的工厂校准内部RC振荡器，与4MHz的默认频率，用于设备启动，校准通道用于频率调整

　　-慢时钟内部RC振荡器作为永久性的低功耗模式器件时钟

　　- 2个PLL(最高240MHz)，用于器件时钟和USB

　　-温度传感器

　　- 2个输入具有低功耗篡改检测、防篡改

　　•后备寄存器

　　-最高22个外设DMA(PDC)通道 l•低功耗模式

　　-睡眠、等待和备份模式，最低1μA 备份模式

　　-超低功耗RTC

　　•外设

　　- USB2.0设备：12Mbps，2668B FIFO，最多8个双向端点，片上收发器。

　　-最多2个USART，具有ISO7816和IrDA、RS-485、SPI、曼彻斯特和调制解调器模式

　　- 2个2线的UART

　　-最多2个双线接口模块(I2C兼容)、1个SPI，1个串行同步控制器(I2S)、1个高速多媒体卡接口(SDIO/SD/MMC)

　　- 2个三通道16位定时器/计数器、捕捉、波形、比较和PWM模式

　　-正交解码器逻辑和2位灰度向上/向下计数器，用于步进电机

　　- 4通道16位PWM互补输出，故障输入，12位死区时间发生器计数器用于电机控制

　　- 32位实时定时器和实时时钟、日历、闹钟和32kHz的微调功能

　　-多达16通道1Msps ADC，带有差分输入模式和可编程增益级和自动

　　校准

　　- 1个2通道12位1Msps DAC

　　- 1个模拟比较器，带有灵活的输入选择，可选择输入迟滞

　　- 32位循环冗余校验计算单元(CRCCU)，用于片上，片下的数据完整性校验

　　•存储器

　　-寄存器写保护I/O

　　-多达79个I/O，外部中断功能(边沿或电平敏感)、去抖动、干扰过滤和片上串联电阻端接

　　- 3个32位并行输入/输出控制器，外设DMA辅助，并行捕捉模式

　　•封装

　　- 100引脚封装

　　LQFP，14mm×14mm，间距0.5mmTFBGA，9mm×9mm, 间距0.8mml VFBGA，7mm×7mm, 间距0.65mm

　　- 64引脚封装

　　lLQFP，10mm×10mm,间距0.5mmQFN，9mm×9mm, 间距0.5mmWLCSP，4.42mm×3.42mm,间距l

　　l0.4mm (SAM4S16/S8)WLCSP，3.32mm×3.32mm,间距l0.4mm (SAM4S4/S2)

　　- 48引脚封装

　　LQFP，7mm×7mm, 间距0.5mm QFN，7mm×7mm, 间距0.5mm

　　Atmel SAM4S16微控制器是基于高性能的32位ARM Cortex-M4内核。该SAM4S16特点是：

　　• 120MHz的最大工作速度

　　• 1MB Flash和128kB的SRAM

　　• 1.62V~3.6V电源

　　图2 SAM4S WPIR-RD板框图

　　在动态模式低工作频率下，功耗为200μA/MHz，在100MHz时30mA，1.8V备份模式下为3μA，具有RTC运行的外部总线接口，支持 SRAM、PSRAM、NOR闪存、LCD模块和NAND闪存。丰富的外设集连接，系统控制和模拟接口，支持Atmel QTouch电容式触摸技术，用于按键、滑块和滑轮。与Atmel SAM7S，SAM3N和SAM3S MCU引脚对引脚兼容，并行输入/输出(I/O)的数据采集模式。

　　SAM4S无线无源红外(PIR)移动检测参考设计

　　被动红外移动探测器(PIR)，在建筑、家庭报警和监控系统市场已经存在了相当长的时间。红外探测器可将人体发出的微波信号，红外光转换成电信号。红外移动探测器只探测运动的物体而已。

　　报警或监控系统只有一个红外运动探测器是不够的。该系统还配备一个CMOS成像传感器，以获取PIR传感器前面移动体的图像。所获取的图像可以通过有线或无线被发送出去。

　　参考设计(基于Atmel SAM4S ARM Cortex-M4的MCU)特别适合这种应用，并提完备的硬件和软件模块。SAM4S PIO控制器集成了一个接口，能够从内部或外部存储器的CMOS数字图像传感器和图像存储上读取数据(CPU在睡眠模式下)，因此，在使用电池运行时，优化了功耗。其中一个重要的要求，是在发送图像压缩过程中，需要优化传输时间，从而优化功率消耗。

　　相对于价格较高的，带有嵌入式JPEG 压缩的CMOS成像传感器设备，SAM4S设备能够通过软件进行JPEG压缩。其他功能，如，低功耗模拟比较器或模拟-数字转换器(用于移动侦测)，低功耗模式和PIO状态保存(即使在备份模式)，简化了设计，减少了外部元件数量，减少了电路板空间和整个系统的成本。

　　SAM4S WPIR-RD板主要特性

　　• IAR嵌入式工作台

　　• ASF板，支持与外设驱动程序和示例

　　• SAM4S-WPIR-RD板

　　•运动型摄像机

　　•无线图像传输(采用ZigBee PRO)