ADuCM3027/ADuCM3029中的SensorStrobe、超低功耗、時間同步傳感器數據采樣

　　軟件概述

　　本部分介紹示例系統的軟件流程。

　　圖6.初始化和配置步驟

　　圖7.通過SPI讀取FIFO(利用讀命令)：從ADXL363讀取數據

　　源代碼片段

　　本部分提供關于配置和數據讀取的參考源代碼片段。

　　pREG__是板支持包引用寄存器的方法。在集成電源管理的ADuCM302x超低功耗ARM Cortex-M3 MCU硬件參考中，同一寄存器稱為_。

　　SensorStrobe的RTC配置

　　ADXL363配置

　　在初始化階段，ADXL363由ADuCM3027/ADuCM3029通過SPI配置。配置期間的每次SPI處理均包括來自ADuCM3027/ADuCM3029的2字節傳輸。第一個字節給出ADXL363寄存器地址，第二個字節給出要寫入寄存器的值。

　　步驟顯示在下面的adxl_write_reg函數源代碼片段中。代碼參見adxl_write_reg部分。

　　adxl_configure函數突出說明了配置ADXL363所需的寄存器寫操作，示例應用中使用了這些操作。代碼參見adxl_configure部分。

　　關于寄存器和設置的信息，參見ADXL363數據手冊。

　　adxl_write_reg

　　ADXL363 FIFO讀取

　　當ADXL363達到FIFO水印(960字節)時，會產生一個中斷來喚醒MCU，然后通過SPI清空ADXL363 FIFO。

　　系統功耗分析

　　ADuCM3027/ADuCM3029主機處理器負責以下操作：

　　? 在不同功耗模式(視需要而定，例如活動模式和休眠模式)之間切換。

　　? 配置RTC產生采樣觸發脈沖并發送給ADXL363。

　　? 控制與ADXL363的SPI通信。

　　? 存儲來自ADXL363的原始數據(本應用筆記所述系統未實現結果數據的處理或發送)。

　　ADXL363傳感器負責以下操作：

　　? 當ADuCM3027 /ADuCM3029觸發時，采樣并存儲原始傳感器數據到FIFO緩沖器中。

　　? 響應主機處理器的SPI通信。

　　? 當FIFO緩沖器填滿時，中斷并喚醒主機處理器。

　　功耗測量

　　下述步驟說明如何監視系統的電流消耗：

　　1. 將應用程序代碼載入MCU。

　　2. 將信號源的正端連接到萬用表。

　　3. 將萬用表的另一端連接到EVAL-ADuCM3029 EZ-KIT的JP6連接器。

　　4. 將信號源的GND連接到EVAL-ADuCM3029 EZ-KIT的GND。

　　5. 移除所有跳線。

　　6. 按電路板上的復位(RESET)按鈕。

　　7. 監視源表和萬用表上的電流消耗。

　　表2顯示了ADuCM3027 /ADuCM3029和ADXL363在本應用筆記所用不同功耗模式下的電流消耗。

　　圖8.功耗測量的系統連接圖

　　圖9和圖10分別顯示了在傳感器數據收集期間，使用和不使用SensorStrobe機制的功耗差異。所有測量都是在ADuCM3027/ADuCM3029 EVAL-ADuCM3029 EZ-KIT上進行的。

　　使用SensorStrobe的功耗測量

　　圖9顯示了使用SensorStrobe方法的演示系統的電流曲線。SensorStrobe支持主機處理器保持休眠模式，同時產生觸發脈沖以驅動傳感器捕捉和存儲數據樣本。測得的平均電流約為4.2 μA。

　　圖9.使用SensorStrobe的功耗測量

　　不使用SensorStrobe的功耗測量

　　圖10顯示了不使用SensorStrobe的樣本采集系統的電流曲線。在沒有SensorStrobe機制的情況下，主機處理器在RTC中斷時喚醒并引起GPIO引腳跳變，從而產生觸發脈沖。測得的平均電流約為75 μA。

　　圖10.不使用SensorStrobe的功耗測量

　　結語

　　SensorStrobe機制使得傳感器采樣系統的電流消耗大幅降低。在本應用筆記所述的演示系統中，平均電流消耗從75 μA降至4.2 μA。

　　ADuCM3027/ADuCM3029的SensorStrobe機制可幫助設計人員利用ADXL363的低功耗特性，使功耗降低10倍以上。

　　ADuCM3027/ADuCM3029的SensorStrobe機制對超低功耗系統很有利，可降低整體電流消耗，延長系統的電池壽命。“結構健康監控(SHM)”部分、“醫療保健監護”部分和“環境檢測”部分提及了一些可以獲益于此的應用。

　　結構健康監控(SHM)

　　SHM中的傳感器節點常常部署在無電源的結構中，例如橋梁、塔或偏遠場所。定期更換電池是一個麻煩，會提高壽命周期的維護成本。電池壽命很長的傳感器節點可顯著降低維護成本。

　　醫療保健監護

　　醫療保健監護應用涉及到身體姿勢、人員位置和病人生命體征的監測。此類監護設備通常是可穿戴式或植入式，降低系統電流消耗可提升設備的電池狀況。

　　環境檢測

　　各類環境檢測應用，例如空氣污染監測、森林防火檢測、滑坡檢測等，要求將傳感器節點部署在偏遠地區。這些偏遠地區常常缺少供電線路。延長此類節點的電池壽命可降低維護成本。