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| SAM4S:無線無源紅外移動檢測參考設計 |
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| 文章來源： 更新時間：2014/8/29 10:22:00 |
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Atmel公司的SAM4S是基于高性能32位ARM Cortex-M4 RISC處理器的閃存MCU，工作頻率120MHz，閃存高達2048kB，SRAM高達160kB，外設包括帶嵌入收發器的全速USB器件端口、用于SDIO/SD/MMC的高速MCI、具有靜態存儲器控制器的外接總線接口等，工作電壓1.62V~3.6V。主要用在紅外移動檢測、消費類電子、工業控制、PC外設等。
外設集包括：
• 1個全速USB設備端口帶有嵌入式收發器
• 1個高速MCI用于SDIO/SD/MMC
• 1個外部總線接口，具有1個靜態存儲控制器，連接到SRAM、PSRAM、 NOR閃存、液晶顯示
模塊和NAND閃存
• 2個USART
• 2個UART
• 2個TWIS
• 3個SPI接口
• 1個I2S
• 1個PWM定時器
• 2個三通道通用16位定時器（帶步進電機和正交解碼器邏輯支持）
• 1個實時時鐘
• 1個12位ADC
• 1個12位DAC
• 1個模擬比較器
圖1 SAM4SD32/SD16/SA16 100引腳版框圖
SAM4S系列可用于電容式觸控，具有Atmel QTouch庫的原生支持，便于按鍵、滾輪和滑塊的應用。
SAM4S是一個中距的通用微控制器，具有低功耗，處理能力和外設方面的較佳比例。這使得SAM4S具有廣泛的應用，包括消費電子、工業控制和PC 外設。其工作電壓為1.62V~3.6V。
SAM4S系列與SAM3N、SAM3S系列（48-pin，64-pin和100-pin版本），SAM4N和SAM7S傳統系列（64-pin版本）引腳兼容。
SAM4S系列主要特性
•核
- ARM Cortex-M4帶有2kB的高速緩存（最高120MHz的運行）
-存儲器保護單元（MPU）
- DSP指令集
- Thumb-2指令集
•存儲器
-高達2048kB的嵌入式閃存，可選雙存儲和高速緩存
-高達160kB的嵌入式SRAM
- 16kBROM與嵌入式引導裝載程序（UART、USB）和IAP程序
- 8bit的靜態存儲器控制器（SMC）：SRAM、PSRAM、NOR和NAND
Flash支持
•系統
-單電源操作的嵌入式穩壓器
-上電復位（POR），欠壓檢測器
（BOD）和看門狗安全運行
-石英或陶瓷諧振器振蕩器：
3MHz~20MHz的主電源，具有故障檢測和可選功率32.768kHz，用于RTC或器件時鐘
- RTC與公歷和波斯日歷模式，波形發生器（低功耗模式）
- RTC時鐘校準電路，用于32.768kHz晶振頻率補償
-高精度8MHz/12MHz的工廠校準內部RC振蕩器，與4MHz的默認頻率，用于設備啟動，校準通道用于頻率調整
-慢時鐘內部RC振蕩器作為永久性的低功耗模式器件時鐘
- 2個PLL（最高240MHz），用于器件時鐘和USB
-溫度傳感器
- 2個輸入具有低功耗篡改檢測、防篡改
•后備寄存器
-最高22個外設DMA（PDC）通道 l•低功耗模式
-睡眠、等待和備份模式，最低1μA 備份模式
-超低功耗RTC
•外設
- USB2.0設備：12Mbps，2668B FIFO，最多8個雙向端點，片上收發器。
-最多2個USART，具有ISO7816和IrDA、RS-485、SPI、曼徹斯特和調制解調器模式
- 2個2線的UART
-最多2個雙線接口模塊（I2C兼容）、1個SPI，1個串行同步控制器（I2S）、1個高速多媒體卡接口（SDIO/SD/MMC）
- 2個三通道16位定時器/計數器、捕捉、波形、比較和PWM模式
-正交解碼器邏輯和2位灰度向上/向下計數器，用于步進電機
- 4通道16位PWM互補輸出，故障輸入，12位死區時間發生器計數器用于電機控制
- 32位實時定時器和實時時鐘、日歷、鬧鐘和32kHz的微調功能
-多達16通道1Msps ADC，帶有差分輸入模式和可編程增益級和自動
校準
- 1個2通道12位1Msps DAC
- 1個模擬比較器，帶有靈活的輸入選擇，可選擇輸入遲滯
- 32位循環冗余校驗計算單元（CRCCU），用于片上，片下的數據完整性校驗
•存儲器
-寄存器寫保護I/O
-多達79個I/O，外部中斷功能（邊沿或電平敏感）、去抖動、干擾過濾和片上串聯電阻端接
- 3個32位并行輸入/輸出控制器，外設DMA輔助，并行捕捉模式
•封裝
- 100引腳封裝
LQFP，14mm×14mm，間距0.5mmTFBGA，9mm×9mm, 間距0.8mml VFBGA，7mm×7mm, 間距0.65mm
- 64引腳封裝
lLQFP，10mm×10mm,間距0.5mmQFN，9mm×9mm, 間距0.5mmWLCSP，4.42mm×3.42mm,間距l
l0.4mm (SAM4S16/S8)WLCSP，3.32mm×3.32mm,間距l0.4mm (SAM4S4/S2)
- 48引腳封裝
LQFP，7mm×7mm, 間距0.5mm QFN，7mm×7mm, 間距0.5mm
Atmel SAM4S16微控制器是基于高性能的32位ARM Cortex-M4內核。該SAM4S16特點是：
• 120MHz的最大工作速度
• 1MB Flash和128kB的SRAM
• 1.62V~3.6V電源
圖2 SAM4S WPIR-RD板框圖
在動態模式低工作頻率下，功耗為200μA/MHz，在100MHz時30mA，1.8V備份模式下為3μA，具有RTC運行的外部總線接口，支持SRAM、PSRAM、NOR閃存、LCD模塊和NAND閃存。豐富的外設集連接，系統控制和模擬接口，支持Atmel QTouch電容式觸摸技術，用于按鍵、滑塊和滑輪。與Atmel SAM7S，SAM3N和SAM3S MCU引腳對引腳兼容，并行輸入/輸出（I/O）的數據采集模式。
SAM4S無線無源紅外(PIR)移動檢測參考設計
被動紅外移動探測器（PIR），在建筑、家庭報警和監控系統市場已經存在了相當長的時間。紅外探測器可將人體發出的微波信號，紅外光轉換成電信號。紅外移動探測器只探測運動的物體而已。
報警或監控系統只有一個紅外運動探測器是不夠的。該系統還配備一個CMOS成像傳感器，以獲取PIR傳感器前面移動體的圖像。所獲取的圖像可以通過有線或無線被發送出去。
參考設計（基于Atmel SAM4S ARM Cortex-M4的MCU）特別適合這種應用，并提完備的硬件和軟件模塊。SAM4S PIO控制器集成了一個接口，能夠從內部或外部存儲器的CMOS數字圖像傳感器和圖像存儲上讀取數據（CPU在睡眠模式下），因此，在使用電池運行時，優化了功耗。其中一個重要的要求，是在發送圖像壓縮過程中，需要優化傳輸時間，從而優化功率消耗。
相對于價格較高的，帶有嵌入式JPEG壓縮的CMOS成像傳感器設備，SAM4S設備能夠通過軟件進行JPEG壓縮。其他功能，如，低功耗模擬比較器或模擬-數字轉換器（用于移動偵測），低功耗模式和PIO狀態保存（即使在備份模式），簡化了設計，減少了外部元件數量，減少了電路板空間和整個系統的成本。
SAM4S WPIR-RD板主要特性
• IAR嵌入式工作臺
• ASF板，支持與外設驅動程序和示例
• SAM4S-WPIR-RD板
•運動型攝像機
•無線圖像傳輸（采用ZigBee PRO） |
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