【導讀】在MAXQ係列以及其他嵌入式微控製器中
，MAXQ3210獨具特色。它把基於EEPROM的代碼和 數據存儲
、壓電喇叭驅動器
、9V穩壓器集成在低引腳數封裝內。高性能的16位RISC核使其運行 速度快
，並且省電。由於是基於MAXQ10核
， MAXQ3210不同於其他的MAXQ微控製器，它采 用的是8位累加器，而不是16位累加器。MAXQ3210非常適合於需要較少I/O引腳和一些智能控 製的許多應用。本文討論它在環境監視中的應用。

在MAXQ係列以及其他嵌入式微控製器中，MAXQ3210獨具特色。它把基於EEPROM的代碼和 數據存儲、壓電喇叭驅動器、9V穩壓器集成在低引腳數封裝內。高性能的16位RISC核使其運行 速度快，並且省電。由於是基於MAXQ10核，  MAXQ3210不同於其他的MAXQ微控製器，它采  用的是8位累加器，而不是16位累加器。MAXQ3210非常適合於需要較少I/O引腳和一些智能控  製的許多應用。本文討論它在環境監視中的應用。

MAXQ3210的特性及其監視功能

MAXQ3210包含2kB EEPROM程序存儲器、 128字節EEPROM數據存儲器、 64字節RAM存儲 器。其內置的9V穩壓器簡化了電池供電電路。它也為其他電路元件輸出5V電源。在調試方麵， 它用內置的JTAG調試引擎取代了昂貴的外部仿真器。

MAXQ3210集成了用於環境監視的外圍部件。當環境條件不安全和發生變化時，它能夠通過壓電喇叭驅動器和大電流LED驅動器等外圍部件進行告警。這些外圍部件在簡單的保安係統、煙霧警報器、溫度監視器和運動檢測器等應用中很實用。

此外
，MAXQ3210為環境監視電路提供了多種接口選項。其內部的電壓比較器可以監視外部電 路輸出的隨外部環境變化的電壓值。其外部電路可以很簡單

，比如測量溫度的熱敏電阻；也可以較複雜，比如測量電容充電時間的斜率式模數轉換器(ADC)。

除了電壓比較器外
，MAXQ3210也可以通過數字I/O口監視外部電路。例如

，當環境條件超出範 圍時，外部監視電路可以通過中斷引腳向MAXQ3210發送中斷請求信號。MAXQ3210也可以使 用串行通信協議
，通過數字I/O口與測量距離和照明情況的外部IC電路進行數據傳輸。

監視係統的軟件架構

通常
，為MAXQ3210編寫的應用程序都很簡短，足以用MAXQ彙編語言編寫。下麵列舉的應用 程序用MAX-IDE工具包編寫。  MAX-IDE是一個由Dallas Semiconductor免費提供的開發環境， 為MAXQ係列微控製器提供了一個彙編和調試環境。圖1示出了一個環境監視應用的基本架構。

圖1. MAXQ3210的環境監視主程序循環在大部分時間內處於休眠狀態，定期喚醒後去讀取並分 析傳感器輸出。

qidonghou，weikongzhiqishouxianyaojingguoyigechushihuaguocheng，jiangxiangguanjicunqihepeizhiweianzhaoyingyongyaoqiujinxingshezhi。ruguoweikongzhiqichucijiadian，kenenghaixuyaoyixieewaidecaozuo，liruzhizaoshangshedingdeyixieceshihepeizhi。jingguochushihuahejiadianjiancehou，yingyongchengxujinruzhuxunhuanti
，kaishicelianghexiangyingwaibuhuanjingdebianhua。shou 先，應用程序通過電壓比較器或數字I/O口讀取環境信息，並分析環境條件是否超出範圍。接下來
，進行係統診斷，如檢測外部電路、測量電池電壓
、核實存儲在數據EEPROM中的永久性故 障信息等等。隨後，應用程序檢查狀態信息，其中包括告警(如低電池)和提示信息(如溫度過高)。如果環境情況要求執行一些動作，有以下一些選項我們將在下麵討論：驅動喇叭發聲，使 LED閃爍
，通過I/O引腳和其他設備通信，或者簡單地把告警信息存入數據EEPROM以便後續分析。

簡單的監視應用軟件

可以下載為開發環境監視係統而編寫的簡單應用程序。該程序是在MAXQ3210評估工具上編寫 和測試的。一個按鈕被用來切換告警和正常狀態。喇叭發聲表示告警。

該環境監視應用的主循環體在下麵幾段中給出。用於環境監視的狀態機非常簡單：獲取傳感器  輸出並分析它是否超出了某種門限(溫度太高
，空氣中煙霧濃度太大等)。如果超出邊界
，則發出 告警。

其中的SelfTest為係統診斷子程序。係統診斷子程序用於監視電池電壓和外部電路的異常情況。 在SelfTest中也很適合實現一個計時器，用它來跟蹤MAXQ3210投入運行的時間，從而計算外部 傳感器係統的工作壽命。

該應用程序說明了MAXQ微控製器外圍部件的易操作性，以及如何節省代碼的存儲空間和執行周期。例如，僅需用一個單比特來開關喇叭。

電源管理

功耗是環境監視應用中最為重要的一個因素，因為它通常是由電池供電的。  MAXQ3210提供低 功耗停止模式和電池欠壓監視器。

定期檢測外部環境條件時
，應用程序可以用兩種方式喚醒處於低功耗停止模式的MAXQ3210

， 使其執行代碼。這兩種方式分別是外部中斷或定時器喚醒。在等待外部電路觸發條件的應用   中，外部中斷方式比較合適。比如
，在等待開門或熱敏電阻上的壓降超出門限時
，就應該采用 外部中斷。

喚醒定時器是另外一種使MAXQ3210脫離停止模式的方式。喚醒功能在前麵的應用案例中已有 討論：外部監視電路喚醒MAXQ3210，使其檢測外部環境條件，必要時進行響應
，然後再返回到停止模式。圖2示出了這種工作方式的電流消耗模式。從中可以看出，在大部分時間內
，MAXQ3210微控製器處於低功耗休眠模式。當MAXQ3210從休眠模式醒來後電流消耗增大。此 時正是高性能MAXQ核的用武之處。  MAXQ3210能夠更快地完成任務，在高功耗狀態下停留的 時間更短，而更多的時間處於低功耗休眠模式。

圖2. 監視應用程序在大部分時間內休眠以節省功耗，它定期醒來並快速運行。

由於電池是大多數監視應用中的關鍵部件，檢測電池是否快用完很重要。  MAXQ3210通過檢測 一個寄存器狀態位來判斷電池電壓是否低於門限。這個門限被固定於7.7V，這正是9V電池瀕臨 耗盡時的電壓。在這個電平下，電池還有一定的電量
，可保障MAXQ3210繼續運行一段時間。 低功耗應用係統，比如煙霧警報係統，可以在電池電壓低於門限後工作幾天或幾周
，並不斷發 出低電壓告警信號。

數據EEPROM

MAXQ3210的128字節數據EEPROM極(ji)大(da)地(di)方(fang)便(bian)了(le)應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)
，可(ke)使(shi)應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)存(cun)儲(chu)永(yong)久(jiu)性(xing)的(de)配(pei)置(zhi)和(he)狀(zhuang)態(tai)數(shu)據(ju)，即(ji)使(shi)在(zai)電(dian)源(yuan)失(shi)效(xiao)或(huo)去(qu)掉(diao)電(dian)池(chi)後(hou)也(ye)可(ke)保(bao)持(chi)這(zhe)些(xie)數(shu)據(ju)。永(yong)久(jiu)性(xing)數(shu)據(ju)存(cun)儲(chu)可(ke)用(yong)於(yu)以(yi)下(xia)這(zhe)些(xie)目(mu)的(de)。

1. 改進性能。稍微不能滿足性能指標要求的係統(比如，測距儀測量的距離稍微偏短)可以存儲 永久性配置信息
，以使軟件能夠補償外部電路的偏差。這種措施可以使已被棄用的設備被  重新利用或出售。

2. 動作配置及用戶化。  MAXQ3210應用係統可以按照特定環境或用戶的要求定製。比如，環 jingjianshixitongkeyibeipeizhiweidaxingwangluodeyibufen
，dangceliangzhichaoguomenxianshi，gaixitongbudanzijiminglabagaojing，erqiehaikexiangqitashebeifachujingbao。tongguopeizhi，shengchanchangjiakeyishinenghuojinzhizhezhongwangluogong 能。

3.工作期限。用於環境監視的傳感器和測量電路可能會隨著使用期限而劣化。通過修改 EEPROM中的數據
，應用程序可以確定電路必須被替換的時間。比如
，在使用5年後，監 視係統可以自動禁止自己工作，並通過鳴喇叭或點亮LED提示自己不能再工作。

環境監視應用

火災和煤氣警報器等住宅安全係統是典型的環境監視應用。  MAXQ3210完全可以實現這些功   能neng
，但dan是shi它ta比bi煙yan霧wu警jing報bao專zhuan用yong微wei控kong製zhi器qi更geng通tong用yong。利li用yong本ben文wen前qian麵mian介jie紹shao的de環huan境jing監jian視shi程cheng序xu架jia構gou
，可ke以yi開kai發fa出chu各ge種zhong應ying用yong係xi統tong。在zai下xia麵mian列lie舉ju的de安an全quan應ying用yong中zhong，有you些xie應ying用yong是shi為wei了le防fang止zhi或huo減jian少shao公gong司si或huo家jia庭ting的de損sun   失

，其餘的應用是為了方便用戶。

為了防止家庭或辦公室遭受水災，可以為地下室安裝水位監視係統。該係統可以利用濕度傳感 器或類似於衛生間衝洗水箱的裝置來檢測水位。當水溢出或超過一定水位時，傳感器或浮漂觸 發外部中斷
，  MAXQ3210鳴喇叭，發出警報。此外
，  MAXQ3210可以和公司或家庭網絡通信， 把警報發給公司或家庭成員。

溫度監視是另一種可能的應用。超市冰櫃或運輸車冷凍車廂內的溫度不能過高。為此，可以用簡單的熱敏電阻和MAXQ3210構成監視係統。當冷卻器內的食物溫度超過安全界線時，係統發出警報。這種監視係統有許許多多的用途，比如，用於監視網絡設備、實驗室設備、保藏藝術品
、飲料以及其他易腐爛物品的溫度。

監視應用的目的也可能是為了方便用戶。當寵物、小孩或入侵者進入家庭的禁區時，由MAXQ3210構成的運動檢測器可以向主人發出警報。當然，該檢測器應該可以通過按鈕來開 關。

MAXQ3210也(ye)很(hen)適(shi)合(he)實(shi)現(xian)一(yi)個(ge)輔(fu)助(zhu)泊(bo)車(che)裝(zhuang)置(zhi)。它(ta)可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)距(ju)離(li)探(tan)測(ce)電(dian)路(lu)測(ce)量(liang)的(de)距(ju)離(li)使(shi)喇(la)叭(ba)發(fa)出(chu)不(bu)同(tong)的(de)警(jing)報(bao)聲(sheng)音(yin)。這(zhe)種(zhong)係(xi)統(tong)需(xu)要(yao)一(yi)些(xie)配(pei)置(zhi)和(he)智(zhi)能(neng)處(chu)理(li)。在(zai)車(che)庫(ku)內(nei)停(ting)車(che)時(shi)，係(xi)統(tong)能(neng)夠(gou)幫(bang)助(zhu)車(che)主(zhu)防(fang)止(zhi)碰(peng)撞(zhuang)牆(qiang)壁(bi)，但(dan)用(yong)戶(hu)並(bing)不(bu)希(xi)望(wang)他(ta)們(men)從(cong)探(tan)測(ce)電(dian)路(lu)前(qian)麵(mian)走(zou)過(guo)時(shi)係(xi)統(tong)鳴(ming)喇(la)叭(ba)警(jing)告(gao)。為(wei)此(ci)，可(ke)用(yong)軟(ruan)件(jian)實(shi)現(xian)延(yan)遲(chi)，當(dang)係(xi)統(tong)初(chu)次(ci)探(tan)測(ce)到(dao)移(yi)動(dong)時(shi)

，軟(ruan)件(jian)可(ke)以(yi)讓(rang)係(xi)統(tong)等(deng)待(dai)兩(liang)秒(miao)鍾(zhong)看(kan)是(shi)否(fou)有(you)進(jin)一(yi)步(bu)的(de)移(yi)動(dong)。若(ruo)無(wu)，這(zhe)可(ke)能(neng)是(shi)有(you)人(ren)在(zai)傳(chuan)感(gan)器(qi)前(qian)麵(mian)走(zou)動(dong)。也(ye)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)按(an)鈕(niu)來(lai)開(kai)關(guan)係(xi)統(tong)
；這樣可以避免用戶在車庫 內工作時係統不斷地發出警告。

評估工具

MAXQ3210評估工具(EV kit)是開發原型應用係統的理想平台。它使用9V電源或電池，用兩個按 鈕分別來複位和產生中斷信號
，用一個10針JTAG接頭訪問硬件調試程序，可以顯示和調整       MAXQ3210的寄存器
、存儲器和堆棧。  I/O引腳由一個便利的2x 20針接頭引出，靠近原型區以 便於測試外部電路。

板上壓電喇叭和LED可被用作應用中的測試信號和發生設備。默認狀態下，壓電喇叭輸出經過阻尼的聲音—響亮，但不刺耳。也可通過跳線來短路阻尼電路
，使喇叭發出最強的85dB音量。

MAXQ3210評估工具可以配合MAX-IDE使用。它支持MAXQ3210的硬件調試引擎


，可進行源代 碼級的調試和監視內存。

圖3. MAXQ3210評估工具配備有壓電喇叭、 LED和9V電池座，支持完整的應用開發。

MAX03210的優點總結

如上所述，  MAXQ3210在環境監視應用中有諸多優點。其中的主要優點之一是高集成度。監視 應用所需的元件基本上都被集成到了芯片上(包括電壓比較器、喇叭和LED驅動器等)，因此省去 了不少外部元件。高集成度降低了係統的費用
，提高了係統的可靠性，減少了需要測試的元件  數量。而且
，單片化的方案所需的連線更少
，縮短了電路板的測試時間。單片方案也意味著印  刷板更小、成本更低。

MAXQ3210的另一個優點是高性能，低功耗。單周期MAXQ核和大量的寄存器空間允許應用程 序更高效地保存數據並更迅速地執行任務。  MAXQ3210在更多的時間內處於低功耗休眠模式， 而執行代碼的時間更少。

最後，MAXQ3210的電池監視功能和數據EEPROM便於實現靈巧
、自我監視的應用。電池快耗 盡時器件可警告用戶。此外
，係統還可跟蹤其元件的壽命
，實現有計劃的設備更新。

結論

MAXQ3210是一款MAXQ微控製器的低引腳數實現，用於不需要高檔微控製器提供的外設的應用。雖然MAXQ3210是環境監視係統的理想方案，但它也是一個通用的、高性能、節能型微控製器，能夠為許多應用提供智能和互動能力。

下載本文: 利用MAXQ3210進行環境監視

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