下圖4為世強(qiáng)開發(fā)的低功耗超聲波滴水表方案的系統(tǒng)框圖，主要由3個(gè)部分組成：換能器、TDC-GP22以及以EFM32TG840Fxx為核心的控制電路部分。世強(qiáng)的方案具有如下特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：1、量程比：1:125;2、平均功耗： < 30 uA;3、始動(dòng)流量：< 2 L/h;4、單節(jié)3.6V鋰電池可工作6+1年;5、接口輸出：紅外，M-BUS。

　　其實(shí)，TDC-GP22已經(jīng)具備了非常低的功耗特性(靜態(tài)電流：<0.1uA@85℃;休眠電流：1uA(32K持續(xù)工作下))，不過當(dāng)TDC-GP22遇到基于ARM CortexM3的超低功耗EFM32TG840Fxx系列MCU，在功耗表現(xiàn)上就表現(xiàn)得更加完美了，這正是世強(qiáng)推出圖4超聲波水表方案最初的器件選擇考量因素。

　　由于系統(tǒng)中控制器通常是耗電大戶，所以要降低整個(gè)系統(tǒng)的功耗，超低功耗的MCU是必需的。EFM32系列MCU是Silicon Labs公司推出的超低功耗ARM，該系列產(chǎn)品只有現(xiàn)有8位、16位、32位MCU的四分之一功耗，并且具有豐富的外設(shè)接口。EFM32TG840是屬于EFM32系列MCU中的 Tiny Gecko系列產(chǎn)品。

　　EFM32系列MCU在活動(dòng)模式下執(zhí)行來自Flash的實(shí)際代碼時(shí)耗電量為150μA，在深度睡眠模式下為900nA，在shutoff模式下為20nA。芯片的休眠模式喚醒時(shí)間低于2μs，供電電壓范圍可達(dá)1.8～3.8V。

　　外設(shè)方面EFM32除了提供基本的AD模塊、DA模塊、模擬比較器、UART/SPI/IIC接口、外部總線接口等，還提供了特色的低功耗的外設(shè)，包括低功耗的UART和定時(shí)器。EFM32的獨(dú)特的“peripheral reflex system(周邊反射系統(tǒng))”(PRS)可與標(biāo)準(zhǔn)的32 位ARM 總線并行，PRS 可使EFM32外設(shè)自主運(yùn)行和交流，無需CPU干預(yù)，可延長(zhǎng)CPU睡眠時(shí)間并節(jié)省大量能源。此外EFM32系列產(chǎn)品還集成了LCD控制器、RTC、LESENCE接口、AES模塊等。

　　基于Cortex-M3內(nèi)核的EFM32系列MCU產(chǎn)品，內(nèi)核強(qiáng)大的運(yùn)算能力減少M(fèi)CU工作狀態(tài)時(shí)間，150μA/MHz的超低運(yùn)行功耗，配合EMF32獨(dú)特的低功耗外設(shè)，超聲波水表的電池8年不用更換將成為可能。同時(shí)EFM32系列MCU的高集成度，進(jìn)一步降低客戶的系統(tǒng)成本。

　　小結(jié)

　　TDC-GP22超聲芯片的高集成度使得外圍電路的設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單，低功耗高性能的MCU極大延長(zhǎng)了電池續(xù)航時(shí)間。加上世強(qiáng)可提供超聲波水表的一站式解決方案(包括完整可行的軟件、原理圖、PCB示例、技術(shù)支持)，無疑為水表企業(yè)更快地?fù)屨紕?chuàng)新先機(jī)做好了鋪墊開發(fā)和上市。