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華大超低功耗MCU特色

　　華大以6位MCU起家，以低功耗稱霸，華大以超低功耗性能的MCU保持國內領先和國際先進地位。主要體現在核心技術的3個方面：(nA)級超低待機功耗，(μS)級高速喚醒，(μA/MHz)級高能效比。華大以6位MCU起家，以低功耗稱霸，不止是具有超低待機功耗和高速的喚醒能力，還能夠真正實現大量物聯網和表計應用產品超長期待機、實時響應的高規(guī)格應用需求能力。

華大超低功耗MCU簡介

　　華大以6位MCU起家，以低功耗稱霸，采用32bit ARM Cortex-M0+內核，是華大超低功耗系列MCU，其容易上手的完整開發(fā)生態(tài)環(huán)境。芯片的工作時電壓范圍從1.8~5.5V的寬電壓，適應具有多種電源電壓的系統，可以降低對LDO需求。存儲容量RAM和Flash 從8KB/32KB的組合擴展到最大32KB/256KB的組合，滿足大多應用上對大容量存儲的需求。引腳數目從低引腳的16PIN到100PIN的全覆蓋，在對芯片面積和功能要求上提供豐富的選擇。超低功耗系列MCU具有多種封裝形式，包含LQFP，TSSOP，QFN，CSP，并且同一封裝的不同系列芯片具有封裝全兼容的功能，便于客戶在產品上使用不同芯片型號研發(fā)，快速遷移研發(fā)。

　　華大超低功耗MCU具有多種特色外設。脈沖計數模塊PCNT、低功耗串口LPUART、低功耗定時器LPT等極大豐富和擴展了超低功耗應用。針對物聯網數據傳輸安全需求，芯片內部集成了TRNG、AES、UID、CRC模塊，可以實現數據傳輸加密功能，增強產品安全特性。

　　華大超低功耗MCU有著高可靠性的產品品質，ESD的HBM(人體放電)模式可達±8KV，EFT(電快速瞬變脈沖群)可達±4KV。

　　圖1中綠色部分代表該模塊可以在超低功耗模式下工作，并且可以單獨配置開啟和關閉，實現芯片上靈活的功耗管理和優(yōu)化。

圖1 HC32L系列產品結構圖

華大超低功耗MCU擁有強大靈活的低功耗電氣特性

　　華大超低功耗MCU在正常運行模式和低功耗模式下都表現出極佳的低功耗電氣特性，尤其是具有國際先進的3uS快速喚醒響應時間，特別適合應用在需要頻繁喚醒和休眠的表計類產品以及無線模塊行業(yè)。下表是芯片典型的功耗參數。

表1 HC32L系列功耗

　　一般低功耗MCU都只配備低功耗定時器(LPT)、實時時鐘(RTC)、低功耗串口(LPUART)三個主要的低功耗模塊。華大超低功耗MCU為了更加匹配行業(yè)使用特點，將其它一些外設模塊也設計為在低功耗模式下工作。所有在低功耗模式下工作的外設模塊，均能夠獨立開關使用。靈活多樣的功耗管理系統，可以使產品在工作周期整體功耗達到優(yōu)化。

　　段式液晶屏驅動(LCD)能夠在低功耗模式下工作。低功耗模式下，LCD玻璃屏保持顯示內容，增加耗電不到1uA，無需為了省電而關閉顯示，讓產品保持友好的信息展示界面。

　　電壓監(jiān)測(LVD) 能夠在低功耗模式下工作。LVD有16階閾值電壓，具備遲滯功能，強力抗干擾，可以增強系統穩(wěn)定性，避免一些在低功耗模式下的異常。例如受外界因素突然斷電，LVD功能可以通知MCU處理異常，將重要數據及時保存。

　　電壓比較器(VC) 能夠在低功耗模式下工作。電壓比較器可以實時對模擬信號進行濾波和比較，同時根據比較結果可以去觸發(fā)中斷喚醒MCU處理。

時鐘監(jiān)控(CLKTRIM) 能夠在低功耗模式下工作。時鐘監(jiān)控模塊對外部的時鐘進行實時監(jiān)測，當遇到停振情況發(fā)生，可以觸發(fā)中斷喚醒MCU處理。

華大超低功耗MCU PCNT模塊特別說明

　　 脈沖計數器(PCNT)模塊可以對輸入的脈沖進行計數，支持三種脈沖模式:單通道脈沖、 雙通道正交脈沖、雙通道非交脈沖。無需軟件參與，可在超低功耗模式下正確計數?？梢灶A設脈沖計數周期數，當計數到該周期數后觸發(fā)中斷喚醒MCU。針對表計行業(yè)以干簧管或霍爾傳感器為主的脈沖計量方式，該模塊的功能極大的降低了產品功耗。之前行業(yè)內進行脈沖計數主要有兩種，一種是采用定時查詢IO口狀態(tài)來進行脈沖計數，另一種方式采用IO電平沿觸發(fā)中斷方式。這兩種方式都是通過狀態(tài)機來進行脈沖周期的確認和計算，需要頻繁喚醒MCU運行軟件進行脈沖的累計計數工作，占用系統資源，產生更多的功耗。PCNT通過內部硬件機制針對脈沖具有脈沖超時中斷、脈沖寬度濾波功能。其中使用雙通道正交脈沖計數模式具有正反方向中斷功能。支持脈沖信號整形之后可以通過IO來觀測濾波整形后信號。PCNT模塊還具有低功耗耗定時器功能，最大定時1024秒。

圖2 PCNT外設框圖

　　信號采集流程簡要說明：S0 和S1信號經采樣模塊后輸出 S0A 和S1A信號，采樣時鐘一般選擇RCL低速時鐘。S0A 和S1A信號經極性選擇模塊后輸出到 S0P和S1P信號。然后S0P和S1P信號經脈沖寬度濾波模塊后輸出S0PF和S1PF信號，同時對該信號進行超時監(jiān)測。S0PF和S1PF信號經單通道解碼模塊、雙通道非交解碼模塊、雙通道正交解碼模塊解碼后輸出相應的 SIGNAL、DUAL、QUAD 信號，經多路選擇器后輸出CKCNT信號以驅動CNT模塊進行計數。目前，該模塊已經在水表上使用，相對之前的計數方式，簡單可靠，能夠有效的降產品功耗。

華大超低功耗MCU在表計行業(yè)的典型應用和產品選型

　　HC32L110系列：低管腳系列，適用無磁計量傳感器、超聲波計量傳感器。

圖2 HC32L110系列選型表

　　HC32L130/6系列：適用于預付費卡表，LPWAN無線表、閥控類表。

圖3 HC32L130/6系列選型表

　　HC32L170/6系列：適用于脈沖計數/無磁+NB水表(燃氣表)，脈沖計數/無磁+Lora水表(燃氣表)。

圖4 HC32L170/6系列選型表

　　HC32L190/6系列：適用于超聲波水表，超聲波+NB水表，超聲波+Lora水表。

圖5 HC32L190/6系列選型表

　　三種典型應用的參考框圖：

圖3 典型應用-預付費卡表

圖4 典型應用-脈沖計數/無磁+Lora水表

圖5 典型應用-超聲波+NB水表

近年，國家發(fā)改委接連發(fā)布了關于加快建設城鎮(zhèn)智慧化改造的通知。數字化基礎設施是發(fā)展最為迅速的領域，其中水電氣熱等行業(yè)數字終端的建設，是數字化升級和轉型最為搶占先機的領域，這些都依托于基于物聯網通信技術和數字傳感技術的智能表計計量。

華大以6位MCU起家，以低功耗稱霸，華大半導體的低功耗MCU產品性能卓越，保持國內領先、國際先進地位。經過5年多的市場耕耘，華大超低功耗MCU在超低功耗領域已經擁有40%左右的市場份額。華大半導體將持續(xù)深耕低功耗行業(yè)領域，緊隨行業(yè)發(fā)展，為建設數字化基礎設施貢獻力量?！?/font>