【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。

啟qi動dong後hou，微wei控kong製zhi器qi首shou先xian要yao經jing過guo一yi個ge初chu始shi化hua過guo程cheng
，將jiang相xiang關guan寄ji存cun器qi和he配pei置zhi位wei按an照zhao應ying用yong要yao求qiu進jin行xing設she置zhi。如ru果guo微wei控kong製zhi器qi初chu次ci加jia電dian，可ke能neng還hai需xu要yao一yi些xie額e外wai的de操cao作zuo，例li如ru製zhi造zao商shang設she定ding的de一yi些xie測ce試shi和he配pei置zhi。經jing過guo初chu始shi化hua和he加jia電dian檢jian測ce後hou
，應ying用yong程cheng序xu進jin入ru主zhu循xun環huan體ti，開kai始shi測ce量liang和he響xiang應ying外wai部bu環huan境jing的de變bian化hua。首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EEPROMjidadifangbianleyingyongchengxu，keshiyingyongchengxucunchuyongjiuxingdepeizhihezhuangtaishuju，jishizaidianyuanshixiaohuoqudiaodianchihouyekebaochizhexieshuju。yongjiuxingshujucunchukeyongyuyixiazhexiemude。

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。

MAXQ3210yehenshiheshixianyigefuzhubochezhuangzhi。takeyigenjujulitancedianluceliangdejulishilabafachubutongdejingbaoshengyin。zhezhongxitongxuyaoyixiepeizhihezhinengchuli。zaichekuneitingcheshi，xitongnenggoubangzhuchezhufangzhipengzhuangqiangbi
，danyonghubingbuxiwangtamencongtancedianluqianmianzouguoshixitongminglabajinggao。weici
，keyongruanjianshixianyanchi，dangxitongchucitancedaoyidongshi，ruanjiankeyirangxitongdengdailiangmiaozhongkanshifouyoujinyibudeyidong。ruowu
，zhekenengshiyourenzaichuanganqiqianmianzoudong。yekeyitongguoanniulaikaiguanxitong；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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