无线抄表方案：超低功耗、带LCD驱动MCU

传统抄表费时、费力、且准确性和及时性得不到保障。无线抄表因其能够准确、可靠地完成数据的采集、处理以及传输等功能，从而解决了长久困扰三表抄表难的问题，成为了智能抄表系统发展的必然趋势。

EFM32TG840是Silicon Labs 推出的一款高性能、内置LCD驱动、超低功耗ARM Cortex-M3核的MCU，可在智能水、气、电、热表广泛应用。以下图1是无线抄表的结构图。

如图所示，一个完整的无线抄表包含以下模块：

• 主控制器: 根据需求可选择不同配置的EFM32作为MCU，本应用选用EFM32TG840作为主控，QFN64、FLASH 8-32KB、RAM 2-4KB、8路ADC、2个比较器。

• 无线IC：根据数传模块的传输要求选择不同频段的RF芯片或GPRS模块，一般采用SPI通讯接口。

• 液晶显示：内置LCD驱动，8X20段式LCD驱动，功耗550nA。

前面介绍的上电复位电路只能在单片机电路上电后，自动完成高电平复位或低电平复位，但是如果在单片机运行过程中，强制让单片机复位该怎么做呢？最简单的方法是通过按键实现：按下按键，单片机立马停止当前正在执行的操作，进入复位状态，然后从头开始运行。

• 存储模块：根据存储数据量选择不同的EEPROM，在存储数据量较小的情况下可以选择使用EFM32内部的Flash进行模拟EEPROM，节省存储芯片。

• 供电电源：工作电压1.98-3.8V，在一些3.6V的电池供电系统无需添加LDO芯片。

为什么EFM32 MCU适合作为无线抄表主控制器？

• 超低功耗：EFM32具有EM0-EM4共5种低功耗模式，在EM2低功耗模式下，RTC、低电压检测及RAM数据保存，功耗电流仅为900nA，唤醒时间2us。EM4模式下电流更低至20nA。芯片集成了低功耗外设：低功耗UART及I2C可运行于EM2模式下，可在CPU睡眠模式下实现数据的收发，同时它具有灵活的唤醒方式和自主工作的PRS系统，可以由外部I/O、I2C通讯接口、LEUART通信信号等方式唤醒。无线抄表对功耗要求比较高，因此EFM32的低功耗具有明显优势。

• LCD段式驱动：EFM32集成了最多8X36段式LCD驱动器，可直接驱动段式液晶屏，而功耗仅为550nA。EFM32的LCD 驱动器内部集成电压升压功能和对比度调节功能，可实现在芯片内部VCMP电压比较器监控VDD电压，分等级开启LCD升压及对比度调节，达到LCD的现象效果良好，即使系统电池随着使用时间增加出现电压跌落现象。

综上，EFM32 MCU具有优异的低功耗特性，同时具有丰富的外设，内置LCD驱动，为系统扩展功能及降低成本提供了条件，非常适合于低功耗要求的无线抄表应用。