便攜式和電池供電的設備無處不在，并且越來越多地控制日常功能。一個完美的例子是那些帶有電機的小型機器人吸塵器，用于機械運動和方向控制。雖然這些現在似乎已成為日常功能，但這些小型機器人內部的電子設備繼續將設計人員推向小尺寸、重量和功率效率的極限，同時包裝完整的處理工具箱。

當許多必要的電子設備可以封裝到一個IC中時，它會有所幫助。ADI公司的就是這種情況。這是一款非常小巧、超低功耗、高度集成的 32 位微控制器，專為電池供電設備和無線傳感器而設計。它具有強大的ARM Cortex M4處理器和浮點單元（FPU），由于其復雜的傳感器處理和電池壽命優化，它非常適合我提到的設備設計。

正如您想象的那樣，MAX32672GTL+的應用包括運動/電機控制、工業傳感器和電池供電的醫療設備。其應用也可以擴展到光通信模塊和安全無線電調制解調器控制器。

MAX32672GTL+的功能框圖揭示了這款小型動力器件的多功能性（圖1）。

圖 1：MAX32672GTL+ 微控制器的框圖顯示了其功耗和靈活性，從 Arm M4 內核到大量存儲器、安全性、電源管理和 I/O 支持。（圖片來源：ADI公司）

從存儲器開始，MAX32672GTL+集成了1兆字節（MB）的閃存和200千字節的SRAM。具有糾錯功能的內部閃存用于非易失性程序和數據存儲。它被組織在兩個大小相等的庫中，以允許對實時固件更新進行邊寫邊執行操作。

內部 200 KB SRAM 支持應用信息和相關數據的低功耗保留。為了增強系統可靠性，SRAM可以配置為160 KB，具有單錯誤校正和雙錯誤檢測（SEC–DED）代碼，以保護存儲設備免受數據損壞。糾錯編碼很重要：它在整個閃存、RAM 和緩存上實施，可確保在惡劣環境條件下極其可靠的代碼執行。

對于所有重要的電源管理和控制，功能包括多種模式，提供高性能和低功耗選項的組合。其中包括電源電壓和掉電監視器，以確保在斷電和上電事件以及意外電源瞬變期間正常工作。

MAX32672GTL+具有多個串行I/O外設，包括I^2^C， I^2^S、SPI 和 UART。雙向 I^2^C 接口實例可以以每秒 100 千比特 （kbps） 到 3400 kbps 的傳輸速率運行。SPI 接口的工作速度高達 50 兆比特/秒 （Mbps），并支持四線配置中的全雙工操作。雙向 I^2^S 音頻總線可與音頻放大器和編解碼器配合使用。

最后，UART接口使用帶有獨立波特率發生器的兩線或四線總線配置提供全雙工異步串行通信。低功耗UART（LPUART）在最低功耗的睡眠模式下運行，以促進喚醒活動，而不會丟失任何數據。

除串行接口外，外設組合還包括多達 42 個通用 I/O （GPIO） 引腳、多達 4 個 32 位定時器、多達 2 個低功耗 32 位定時器和 12 通道、12 位逐次逼近寄存器 （SAR） 模數轉換器 （ADC）。

從純粹的硬件支持角度來看，串行數據鏈路、I/O引腳和ADC的組合使MAX32672GTL+成為需要大量數據處理的電機和其它旋轉電機的強大控制器。

靈活的支持可加速控制和機器人設計

沒有良好的支持工具，硬件就會受到限制。對于MAX32672GTL+，這不是問題。特定應用工具包括監控模擬或數字傳感器的能力，以生成脈寬調制信號和解碼來自正交軸編碼器的數據。我非常喜歡針對電機控制和機器人應用的工具：它們消除了大部分復雜性，使設計啟動和運行變得更加容易。

正交解碼器接口根據兩相信號線（QEA 和 QEB）以及來自軸編碼器的索引信號 （QEI） 破譯旋轉機器軸的軸角和旋轉速度。用戶選擇的 X1、X2 或 X4 倒計時可用于控制解碼操作的角度分辨率。軸的旋轉在 32 位位置計數器 （QDEC） 上跟蹤特定事件，例如到達預設位置。QDEC 值表示軸的當前角位置。其他輸出指示運動、方向和旋轉方向的變化（圖 2）。

圖 2：正交輸入 QEA 和 QEB（由正交時鐘計時）根據旋轉方向遞增或遞減 QDEC 計數器。輸出信號指示運動 （QDEC_INTFL）、方向 （QDIR） 和方向變化 （QDEC_INTRL）。（圖片來源：ADI公司）

MAX32672GTL+集成了高級加密標準（AES）硬件來保護器件。AES 密鑰由軟件自動生成并存儲在專用閃存區域中，以防止篡改。它包括一個真隨機數生成器（TRNG），為加密種子或強加密密鑰提供隨機數，以確保數據隱私。

所有這些處理能力都包含在一個小型 40 引腳 TQFN-EP 封裝中，該封裝的尺寸僅為 5 毫米 x 5 毫米 x 0.4 毫米。該器件具有五種不同的功率模式，可在操作上提供極大的靈活性，同時最大限度地降低功耗。微控制器采用 1.1 V 電源供電，在活動模式下每兆赫茲 （MHz） 僅消耗 61.5 微安 （mA），最大時鐘速率為 100 MHz。

ADI公司的MAX32672EVKIT評估板為測量MAX32672GTL+微控制器的功能提供了一個平臺（圖3）。任何想要使用此微控制器的人都會發現該評估板是一個很好的設計起點。

圖 3：ADI 公司的 MAX32672EVKIT# 評估板具有 MAX32672GTL+，帶有預編程演示功能，可訪問用戶開發的程序。（圖片來源：ADI公司）

初始上電時，評估板執行演示程序。除此之外，該評估板通過其內部I/O端口提供訪問，軟件開發套件（SDK）可用于編寫自己的程序。

結論

MAX32672GTL+是一款小尺寸、低功耗、功能強大、靈活的方案，適用于電機/運動控制、工業傳感器和電池供電的醫療設備：機器人吸塵器就是一個完美的例子。憑借其評估套件和豐富的工具支持，我懷疑還會有許多其他基于它的有趣設計很快就會激增。如果您有想法，請告訴我。

審核編輯 黃昊宇