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超低功耗倾角测量仪电路设计

2017/5/6 16:00:25;
来源:华强电子网 作者:华仔 浏览:152

标签:

摘要: 概述:该超低功耗倾角测量仪以TI公司的低功耗单片机 MSP430G2553为控制核心,利用高精度三轴加速度传感器MMA8452测量倾角,使用低功耗段码液晶显示结果。充电装置采用TI公司的 TPS61040芯片和TPS61070芯片构成两级BOOST升压电路为电容充电。主系统供电采用TI公司的TPS54331芯片构成BUCK降压电 路,在轻载条件下仍具有较高电源效率。为进一步实现系统的低功耗运行,每

概述:
该超低功耗倾角测量仪以TI公司的低功耗单片机 MSP430G2553为控制核心,利用高精度三轴加速度传感器MMA8452测量倾角,使用低功耗段码液晶显示结果。充电装置采用TI公司的 TPS61040芯片和TPS61070芯片构成两级BOOST升压电路为电容充电。主系统供电采用TI公司的TPS54331芯片构成BUCK降压电 路,在轻载条件下仍具有较高电源效率。为进一步实现系统的低功耗运行,每次测量后,测量仪进入低功耗待机模式,液晶屏可保持显示上次的测量结果。该仪器实 现了角度测量误差在±0.7度以内,重力加速度测量误差在±2%以内的精度。在使用2200uF电容为仪器供电时,可工作3分钟;使用100uF电容供电 时工作时间可达20秒。

1.引言
本超低功耗倾角测量仪的设计中,使用了T I公司的M S P 4 3 0、T P S 6 1 0 7 0、TPS61040和TPS54331等器件和加速度传感器,实现了超低功耗高精度角度测量仪的制作。首先,我们使用MSP430单片机,此单片机不仅 具有处理能力强、运算速度快、片内资源丰富等优点,而且具有超低功耗和间歇工作的优势。其在工作时工作电流只有200uA左右,当处于休眠状态时其工作电 流在1uA左右,较好的满足了超低功耗和控制运算的需求。在实际使用中,我们让它工作在2.5V,省电模式下RAM数据保持在低功耗模式,消耗电流仅 0.1μA.
其次, 设计中还使用了T I 公司的芯片TPS61070和TPS61040组成两级BOOST升压电路,相对于反激式升压电路相比,该方案不但效率高,而且有利于降低电源损耗。
在选择降压电路方案中,使用了TI公司的TPS54331芯片组成BUCK降压电路。当25V将至 2.5V时普通的线性降压芯片效率只有10%,但是这块芯片在轻载情况下效率也可达到30%以上,而且功耗低。此次设计中,主要使用TI的芯片,性能很 好,对制作的实现起到了促进作用。
(详细内容请阅读PDF文档)

型号 厂商 价格
EPCOS 爱普科斯 /
STM32F103RCT6 ST ¥461.23
STM32F103C8T6 ST ¥84
STM32F103VET6 ST ¥426.57
STM32F103RET6 ST ¥780.82
STM8S003F3P6 ST ¥10.62
STM32F103VCT6 ST ¥275.84
STM32F103CBT6 ST ¥130.66
STM32F030C8T6 ST ¥18.11
N76E003AT20 NUVOTON ¥9.67