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目前，市场上涌现出了越来越多的IoT(

IoT恒温器需要具备的四个重要功能

低功耗

与其它很多IoT应用一样，功耗是本恒温器样例的一个重要考虑因素。IoT应用通常是电池供电型，或者用户希望它们相比此前型号在提供更多功能的同时，减少电量消耗。SAM L22 MCU专为超低功耗应用而设计。使用闪存进行EEMBC Coremark测试时，其工作模式下的功耗低于39µA/MHz，待机模式下的功耗仅为1.87µA(RTC处于工作状态时)。

SAM L22之所以能够实现上述超低功耗，凭借的是其独特的设计和众多高级特性。例如，功率级特性让其能够为具体任务选择正确的性能。控制器能够将内核电压从1.2V迅速切换到0.9V。降低内核电压可大幅降低总功耗，因为CPU的功耗随着频率和电压的升高而增加。当内核电压为0.9V时，CPU的最大频率为12MHz;而当内核电压为1.2V时，CPU的最大频率为32MHz。例如，当内核电压为0.9V，频率为12MHz时，SAM L22计算一次斐波那契数列需要消耗28µA/MHz;当内核电压为1.2V，频率为32MHz时，同样计算却需要消耗37 µA/MHz。正如您所见，更低的内核电压可以节省9µA/MHz。

除了一个LDO调压器之外，SAM L22还内置一个降压转换器。此前的功耗是采用降压转换器和3.3V电压测量的。在这个电压下，降压转换器的工作效率最高。这比LDO的效率高出很多，能够实现低功耗。

SAM L22的另一个优势是一个DMA和Event System，它们能够在无需CPU参与的情况下实现数据通信和控制外设。各个外设在独立执行任务或相互控制时，Cortex-M0+处理器可以进入睡眠状态。

这款MCU的模拟功能也是专为此类超低功耗应用而设计的。12位1MSPS ADC可在10Ksps和单端模式下测量一个温度传感器，仅需60µA用于模数转换。

通信

其次，IoT应用需要通过RF与互联网、智能手机、传感器、致动器或其它IoT设备通信。SAM L22提供多个I/O接口，用于连接各种RF模块和其它外设。它最多可配备6个片上SERCOM外设，足够用于将更多组件连接至恒温器。每个SERCOM外设可被配置为USART(同时支持ISO7816)、UART、SPI或I2C。Atmel® SmartConnect WINC3400 Wi-Fi/蓝牙组合解决方案或面向Zigbee设备的SAM R21都可以通过 I2C或SPI连接SAM L22。内置USB可用于实现其它有线通信。该USB是一个无石英的全速USB设备，这意味着不需要一个精准的外部振荡器，从而降低了应用的物料成本(BOM)。此外，SAM L22 MCU还内置多个USB收发器和上拉电阻器，从而消除了USB连接的额外成本。

安全性

所有IoT应用都必须有一个重要组件：安全性。为了实现安全的通信，SAM L22 MCU配有一个256位的AES(硬件高级加密标准)外设。它可以在不增加软件开支的情况下进行加密和解密。此外，它还支持多种模式，如密码段链接模式(Cipher Block Chaining)、伽罗瓦计数器模式(Galois Counter Mode)等等。AES外设内置抗差分功耗分析攻击(Differential Power Analysis Attacks)措施。通过差分功耗分析，攻击者能够得知控制器的功耗，并利用这些数据探测出加解密密钥。通过采用这种方法，AES外设能够随机增加加解密运算的周期，加大攻击者探测出密钥的难度。SAM L22还内置一个真随机数生成器(TRNG)外设，它能够生成真随机数的所有84个周期。这个数对于加密至关重要，因为真随机数不能被预测，因此也不能通过数学方法被计算出来。随机数可用于通过IP网络进行身份验证。

加密密钥可保存在备份区寄存器、闪存或SRAM中。为了提高安全性，SAM L22内置一个防篡改单元，它能够检测出是否有人试图打开

为了进一步增强安全性，SAM L22还内置活动层防护(Active Layer Protection)功能。信号通过PCB/外壳发送到防篡改输入端口。程序将对该输入信号与输出信号进行对比，如果不匹配，则检测到篡改。如果攻击者在PCB上钻孔，并剪断PCB上的防篡改线，该功能也将检测到篡改，并发起“事件”。

人机接口

同样重要的是，IoT应用需要有一个人机接口(HMI)或用户界面。该IoT恒温器功能由最终用户通过智能手机控制。但它必须提供一个手动更改和监测温度的选项，因为智能手机有可能发生故障或者丢失。在这种情况下， 内置的段式LCD(SLCD)显示器可向用户显示温度和其它信息。段式LCD控制器最多可控制320个段，而且能够从52个LCD I/O引脚中灵活地选择48个LCD引脚。设计人员还可以选择未使用的LCD引脚，用于实现SERCOM等辅助功能或模拟功能。每个段式LCD引脚还能被用作一个普通的GPIO。

此外，SLCD控制器还支持各种用于降低功耗的功能。例如，可以通过DMA将数据从SRAM/闪存发送到显示器缓冲区。它还支持Atmel SleepWalking技术。

硬件特征映射、自动位映射(ABM)和闪烁(blinking)功能能够以极低的功耗改变段式LCD上显示的内容。这种改变不需要大功率内核。很多恒温器在它们的显示器上显示当前时间。闪烁功能用于显示秒，同时也是段式LCD控制器的一个硬件功能。

除了能够通过WLAN或蓝牙远程更改设置或温度之外，用户还能在恒温器上执行这些任务。SAM L22支持最尖端的Atmel QTouch®技术，其中包括采用互电容触控(Atmel QMatrix®，最多256个触控节点)技术和自电容触控(QTouch，最多24个触控节点)技术的按键、滑块和滚轮。SAM L22可为此类应用提供足够多的触控通道。借助先进的Atmel技术，触控按键直接集成到段式LCD的铟锡氧化物(ITO)层上。触控输入可用于升降温度，或选择其它房间中的加热器或传感器。

该款恒温器的功能

该款恒温器通过RF(射频，比如说Zigbee)监测不同房间中的无线温度传感器，并控制其中的加热器。用户可以通过WLAN或低功耗蓝牙协议、家庭网络或互联网，并使用智能手机对其进行控制，或直接使用触控按键进行控制。

SAM L22内置的ADC可以测量恒温器周围的温度，其对来自温度传感器的外部数值进行数字化处理。内部温度传感器可用于控制外部数值，以便进行交叉核对。SAM L22

另一条ADC通道也可用于测量电池电压。BOD(欠压检测)功能可检测出较低的电压，并自动关闭系统，以防出现故障。

启动开发项目

设计人员可以使用Atmel SAML22-Xplained Pro评估板和和Atmel Studio 7[ii]轻松启动他们的开发项目。Atmel Studio是一个免费的协作集成开发平台(IDP)，提供启动软件开发项目所需的一切，其中包括IDE、GNU C/C++编译器、Atmel Software Framework(ASF)、Atmel START、Atmel Gallery和Atmel Spaces。SAML22-XPro是Atmel Xplained-Pro评估板系列的一部分，其采用USB供电，并内置一个段式显示器、一个调试器和多个用于连接Xpro评估板的连接器。例如，ATWINC1500-XSTK可用于增加Wi-Fi功能或连接您自己的原型开发板。此外，SAML22-Xpro评估板还内置嵌入式电流测量电路。结合使用Atmel Studio和Atmel Data Visualizer可以显示电流消耗，以便能让用户查看MCU在哪些软件程序或软件程序的哪些部分需要使用最多的电流。

为了加快IoT恒温器和其它IoT用于的开发，Atmel将于2016年第一季度提供一款基于IoT的恒温器样品。

结束语

内置段式LCD控制器的超低功耗Atmel | SMART SAM L22 MCU以及Atmel Studio、Xplained Pro评估板、无线扩展等工具可帮助您轻松快速地开发出一款IoT恒温器。