《電子技術(shù)應(yīng)用》
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EFM32應(yīng)用方案(十一)——手持式數(shù)字對(duì)講機(jī)
摘要: EFM32具有優(yōu)異的低功耗特性,,非常適合于對(duì)于低功耗有要求的手持式數(shù)字對(duì)講機(jī)的應(yīng)用,。EFM32內(nèi)核采用目前流行的Cortex-M3設(shè)計(jì),,極大地縮短了開發(fā)者的開發(fā)時(shí)間,。
Abstract:
Key words :

概述

對(duì)講機(jī)是一種雙向移動(dòng)通信工具,在不需要任何網(wǎng)絡(luò)支持的情況下,,就可以通話,,沒(méi)有話費(fèi)產(chǎn)生,適用于相對(duì)固定且頻繁通話的場(chǎng)合,。目前主要使用通訊頻段為900MHz,,800MHz和400MHz。

數(shù)字對(duì)講機(jī)是采用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的數(shù)字對(duì)講機(jī),。其通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理器將語(yǔ)音信號(hào)數(shù)字化,,使其以數(shù)字編碼形式傳播,可以更好地利用頻譜資源,,提高話音質(zhì)量,,增加通訊距離。

 

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

EFM32是由挪威Energymicro公司采用ARM Cortex-M3內(nèi)核設(shè)計(jì)而來(lái)的高性能低功耗32位微控制器,。它具有突出的低功耗特性,,適用于“三表”(電表、水/熱表,、氣表),、工業(yè)控制、警報(bào)安全系統(tǒng),、健康與運(yùn)動(dòng)應(yīng)用系統(tǒng),、手持式醫(yī)療設(shè)備以及智能家居控制等領(lǐng)域。

圖1是手持式數(shù)字對(duì)講機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖,,包括供電電源,,語(yǔ)音處理電路,無(wú)線IC,,主處理器,,控制界面。

 

圖 1 數(shù)字對(duì)講機(jī)結(jié)構(gòu)框圖
圖 1 數(shù)字對(duì)講機(jī)結(jié)構(gòu)框圖

 

 

供電電源

手持式數(shù)字對(duì)講機(jī)為電池供電,,EFM32的工作電壓為1.8~3.8V,,工作電壓范圍比較寬,在一些3.6V的電池供電系統(tǒng)中無(wú)需前端添加LDO芯片,。在對(duì)功耗要求比較高的情況下可通過(guò)EFM32來(lái)控制數(shù)字處理器的供電,以減小靜態(tài)功耗,。

語(yǔ)音處理電路

采用數(shù)字處理器進(jìn)行語(yǔ)音的數(shù)字編解碼,,實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音數(shù)字與模擬間的相互轉(zhuǎn)換。

主控制器

根據(jù)功能需求可配置不同型號(hào)的EFM32芯片作為主控MCU??蓪?shí)現(xiàn)數(shù)字語(yǔ)音IC與RF IC間的數(shù)據(jù)傳輸,,同時(shí)控制按鍵、顯示等人機(jī)界面,。在對(duì)通訊音質(zhì)要求不高的情況下甚至可完成簡(jiǎn)單的數(shù)字語(yǔ)音處理,。

無(wú)線IC

根據(jù)對(duì)講機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域選擇不同頻段的IC,目前主要頻段為400MHz,、800MHz和900MHz,。

方案優(yōu)勢(shì)

相對(duì)于傳統(tǒng)的8位、16位單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的手持式數(shù)字對(duì)講機(jī),,基于EFM32實(shí)現(xiàn)的本方案具有以下優(yōu)勢(shì):

超低功耗

EFM32是全球最低功耗的32位微控制器,,RTC、DMA可運(yùn)行的EM2模式下,,功耗電流僅為900nA,,不運(yùn)行RTC的模式下可低至600nA,而在不保存RAM數(shù)據(jù)時(shí)更是只有20nA,。同時(shí),,片上更是集成了低功耗外設(shè):低功耗UART及I2C可運(yùn)行于EM2模式下,可在CPU睡眠模式下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)及數(shù)據(jù)識(shí)別喚醒,。由于手持式數(shù)字對(duì)講機(jī)為電池供電,,對(duì)功耗有一定的要求,在對(duì)功耗要求比較高的場(chǎng)合甚至可由EFM32控制各模塊的供電,,最大限度的提高其待機(jī)時(shí)間,,因此EFM32的低功耗具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

降低成本

EFM32采用ARM公司的Cortex-M3內(nèi)核設(shè)計(jì),,其運(yùn)算性能優(yōu)異,,支持硬件乘法器及除法器,支持ARM和Thumb2指令集,,使能程序代碼密度高,,執(zhí)行效率快。在某些對(duì)通訊音質(zhì)要求不高的場(chǎng)合可由EFM32來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字處理,,完成簡(jiǎn)單的編解碼,,節(jié)省數(shù)字處理芯片。在顯示上,,EFM32集成了高達(dá)8*36段LCD驅(qū)動(dòng),,某些型號(hào)可支持320*240的16位TFT的RGB驅(qū)動(dòng),在帶顯示產(chǎn)品上可節(jié)省顯示驅(qū)動(dòng)IC,。

后續(xù)EFR產(chǎn)品

Energy Micro后續(xù)會(huì)推出RF與MCU的SOC產(chǎn)品,,在連續(xù)接收模式下只有4mA,,在400MHz 0dBm的發(fā)送功率下5mA,10dBm時(shí)為14mA,,最大輸出功率為17dBm,。最大接收靈敏度為-121dBm 。傳輸速度可高達(dá)4Mbit/s,。

總結(jié)

EFM32具有優(yōu)異的低功耗特性,,非常適合于對(duì)于低功耗有要求的手持式數(shù)字對(duì)講機(jī)的應(yīng)用。EFM32內(nèi)核采用目前流行的Cortex-M3設(shè)計(jì),,極大地縮短了開發(fā)者的開發(fā)時(shí)間,。EFM32具有豐富的外設(shè),為系統(tǒng)擴(kuò)展功能及降低成本提供了條件,。因此,,EFM32非常的適合于手持式數(shù)字對(duì)講機(jī)。

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