小壁虎中文应用笔记_EFM32_LESENSE

LESENSE 控制 ACMP 正通道的多路复用器，也可以选择控制负输入的多路复用器和用于阈值校准的 Vdd 缩小比例(Vth)。放电曲线的测量由 ACMP 完成，ACMP 在放电曲线高于阈值时输出高电平，在放电 曲线下降到低于阈值时输出低电平。LESENSE 在测量阶段采样 ACMP 的输出，该输出指示传感器处于 活动状态还是非活动状态。
2.2 EFM32 的阻性感测功能
在 EFM32 中，阻性传感器测量可以使用一个或两个引脚完成。
2.2.1 单引脚阻性传感器测量
在 EFM32 中，用 LESENSE 测量阻性传感器时可以只使用一个 LESENSE 引脚。这意味着该引脚既用 于传感器激励，也用于传感器测量。由于该引脚需要扮演这种双重角色，必须放置一个与传感器并联的 电容，该电容用于在该引脚从激励阶段进入测量阶段时保持电压电平 (图 2.1 (p. 4) )。
• DAC 通道 0 数据控制 • 配置 DAC 通道 0 的 LESENSE 转换控制 • 配置 DAC 通道 0 的 LESENSE 输出控制 • DAC 通道 1 数据控制 • 配置 DAC 通道 1 的 LESENSE 转换控制 • 配置 DAC 通道 1 的 LESENSE 输出控制 • LESENSE-DAC 接口的预分频系数 • 要使用的 DAC 参考电压 • LESENSE 对 ACMP0 的控制 • LESENSE 对 ACMP1 的控制 • 在空闲模式下 LESENSE 对 ACMP 的控制和 DAC 启动准备
3.3 设置扫描频率
函数 LESENSE_ScanFreqSet(uint32_t refFreq, uint32_t const scanFreq) 允许设置 LESENSE 的扫描频率。该频率的计算基于公式 3.2 (p. 8)，由于整数除法的原因，并不一定会产生所要 求的频率。
• 扫描启动模式 — 控制如何触发扫描启动 • 用于扫描启动的 PRS 源，如果 PRS 被选择用于触发一次扫描
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• 扫描配置寄存器的使用(例如：直接、反相、切换或译码器映射) • 将 ACMP0 输出反相 • 将 ACMP1 输出反相 • 同时扫描两个 ACMP • 每次扫描后将 SCANRES 保存到 RAM 中 • 总是写结果缓冲区，即使缓冲区已满 • 中断和 DMA 的触发条件 • DMA 从 EM2 唤醒的触发条件 • 偏置模式 • 在调试模式保持 LESENSE 运行
... 世界上最节能的微控制器
LESENSE 是一个可灵活配置的外设，允许与多种不同的传感器交互。LESENSE 能通过控制通道引脚 或 DAC 为传感器提供电压激励，并可控制 ACMP 多路复用器进行传感器测量。可以使用同一引脚或使 用不同引脚进行传感器激励和测量，这就导致使用 LESENSE 时可采取不同的传感器配置。每个 ACMP 引脚是一个 LESENSE 通道，ACMP 引脚的数量就是 LESENSE 通道的最大数量。通过控制 ACMP 多 路复用器，LESENSE 可以扫描不同的通道，并将结果保存到存储器中或发送到一个解码器作为可配置 状态机的输入 (3.6 节 (p. 9) )。
3.1 LESENSE 初始化
可 以 使 用 函 数 void LESENSE_Init(LESENSE_Init_TypeDef const *init) 来 初 始 化 LESENSE。该函数在一次操作周期中初始化 LESENSE 一次，并配置内核、定时、外设和解码器参数。
3.1.1 内核配置
结构类型 LESENSE_CoreCtrlDesc_TypeDef 为内核控制定义以下参数：
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与产生离散 (不连续) 值来表示信息的数字传感器不同，模拟传感器被广泛用于测量连续信息的所有类型 的应用中。一些模拟传感器类型包括：
• 湿度 • 温度 •光 • 压力 • 应变片 • 电位器
测量模拟传感器的常规做法是：施加一个电源电压 (根据传感器特性)，读取一个与被测物理量有数学关 系的输出电压/电流。通常需要将模拟传感器与信号调理电路配合使用，后者对传感器的电气输出进行变 换，使其能被读取设备使用 (例如微控制器)。
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• LESENSE 解码器的位 3 之 PRS 通道输入
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3.2 时钟预分频
函
数
LESENSE_ClkDivSet(LESENSE_ChClk_TypeDef
const
clk,
LESENSE_ClkPresc_TypeDef const clkDiv) 为 LESENSE 的高频和低频时钟设置预分频值。
...the world's most energy friendly microcontrollers
低能耗传感器接口 – 阻性感测
AN0036 – 应用笔记
简介 本应用笔记阐述模拟外设的基本原理，并说明如何在 EM2 模式使用低能耗传感器接口 (LESENSE)来扫描多个阻性传感器，使电流消耗低于 2µA。 本应用笔记包括： • 这篇 PDF 文档 • 源代码文件 (zip)
图 3.1. 时序图
INIT DAC ref resh start
LFACLKLESENSE
Start delay
START
Sample delay Measure delay
SAMPLE
EXCITE AUXHFRCO
Idle phase
Excite phase
Measure phase
Idle phase
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3.1.2 时序配置
结构类型 LESENSE_TimeCtrlDesc_TypeDef 为 时 序 控 制 定 义 以 下 参 数 ： • 用于延迟传感器交互的 LFACLK 周期数 (启动延迟)
3.1.3 外设配置
结构类型 LESENSE_PerCtrlDesc_TypeDef 为 外 设 控 制 定 义 以 下 参 数 ：
3.1.4 解码器配置
结构类型 LESENSE_DecCtrlDesc_TypeDef 为 外 设 控 制 定 义 以 下 参 数 ：
• LESENSE 解码器的输入 • 解码器的初始状态 • 检查当前状态以及 DEFCONF 中定义的状态 • 在发生离开状态 x 的变迁时，置位 CHx 的中断标志 • 使能解码器中的滯回功能，以抑制 PRS 通道 0 的变化 • 使能解码器中的滯回功能，以抑制 PRS 通道 1 的变化 • 使能解码器中的滯回功能，以抑制 PRS 通道 2 的变化 • 使能解码器中的滯回功能，以抑制中断请求 • 使能解码器 PRS 通道 0 和 1 的计数模式，以产生可被一个 PCNT 用于控制向上或向下计数的输出 • LESENSE 解码器的位 0 之 PRS 通道输入 • LESENSE 解码器的位 1 之 PRS 通道输入 • LESENSE 解码器的位 2 之 PRS 通道输入
• 样例 C 代码 • 多个 IDE 项目
1 引言
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1.1 LESENSE
低能耗传感器接口(LESENSE) 是使用其他片上外设来测量一组可配置的传感器的一个外设。LESENSE 使 用模拟比较器 (ACMP) 来测量传感器信号，需要使用 DAC 来产生精准的参考电压或施加传感器激励。图 1.1 (p. 2) 给出了 LESENSE 外设的概览。LESENSE 包含一个定序器、计数和比较模块以及一个用于保 存配置和结果的 RAM 块。定序器处理与其他外设的交互和传感器测量的定时。计数和比较模块用于对来 自 ACMP 输出的脉冲进行计数，并将计数值与一个可配置的阈值进行比较。为了自动分析传感器结果， LESENSE 解码器提供了定义一个有限状态机的能力（最多可有 16 个状态），并且可定义根据状态变迁 要执行的可配置的动作。这就允许解码器实现宽范围的解码机制，例如正交解码。还有一个 RAM 块可用 于存储配置和测量结果。这就允许 LESENSE 具有一个相对大的结果缓冲区，使芯片在采集传感器数据 期间保持在一个低能耗模式。除了 EM1 和 EM0 模式外，LESENSE 还可以工作在 EM2 模式，并可在发 生可配置的事件时唤醒 CPU。
2.2.2 双引脚阻性传感器测量
也可以使用两个引脚来测量阻性传感器，在这种配置中，使用两个交替的激励引脚 (LES_ALTEXn) 来 激励传感器。传感器在测量阶段也被激励，并且建立了一个电阻分压器 (图 2.3 (p. 5))，该分压器给出 取决于传感器电阻的稳定电压电平。为了确保在 LESENSE 采样传感器时传感器仍被激励，激励阶段等 于或长于测量阶段是很重要的。
LESENSE 与传感器的交互分为两个主要阶段：激励阶段和测量阶段。这两个阶段一个使用低频时钟， 另一个使用高频时钟作为时基，时基周期的长度可按时钟周期数调节。高频(HF)时钟由 AUXHFRCO 驱 动，低频(LF)时钟由 LFACLK 分支驱动。除此以外，还可以选择引入一个延迟，使激励阶段和测量阶段 都被延迟，并且可以引入一个只对测量阶段起延迟作用的测量延迟。不同阶段和相关联的延迟之间的关 系如图 3.1 (p. 6)所示。
图 2.1. 单引脚阻性传感器测量
ACMPn_CHx
EFM32
S
使用这种电路结构时，电容在测量阶段会通过传感器放电，因此放电曲线取决于传感器的电阻。必须根 据被测传感器的阈值对 LESENSE 测量阈值进行校准。图 2.2 (p. 5) 给出了一个传感器在活动状态 (左 侧) 和非活动状态的假想放电曲线 (右侧)。
图 2.3. 双引脚阻性传感器测量
与 2.2.1 节 (p. 4) 类似，ACMP 用于测量传感器的状态，其输出在测量阶段结束时被 LESENSE 采样， 以确定传感器处于活动状态还是非活动状态。