对于电池供电的互连设备而言,能耗是至关重要的,降低能耗可以最大程度地延长电池的更换时间,甚至让设备在没有环境能量源的情况下运行。虽然很多嵌入式系统开发人员精通优化代码,但要为物联网 (IoT) 设备节省能源,还需要更加全面的方法。
此类方法不仅必须要考虑存储容量、MCU性能和功耗的因素,还必须考虑到无线电、模拟电路、电源转换器和传感器。虽然所有这些因素都会影响系统的整体能耗,但开发人员最好控制的主要因素是微控制器。
鉴于物联网终端设备对功耗和安全问题的迫切需求,瑞纳捷电子推出了RJM8L151系列是超低功耗安全MCU,非常适用于电池供电的物联网终端设备。RJM8L151系列不仅具备出色的运行和待机功耗表现,还内置了硬件真随机数发生器和AES/DES/SM4硬件加密引擎。集成12位高精度逐次逼近型ADC和2通道的多功能比较器,对物联网传感器的高精度、实时检测极为有益。RJM8L151丰富的外围接口使扩展各种通信模块、功能模块更加方便。RJM8L151基于增强型哈佛架构的CPU内核和多级流水线指令系统,相同时钟频率的处理性能是传统8051的3倍,采用Keil uVision4或IAR集成开发环境开发调试应用代码。
RJM8L151有4个时钟源:内部高速时钟、内部低速时钟、外部高速时钟和外部低速时钟。RJM8L151的时钟控制模块将这几个时钟源通过灵活的配置分频实现不同的功耗和性能需求。辅助系统时钟可以使用内部低速时钟或外部低速时钟实现低功耗的要求,主系统时钟提供给RJM8L151的CPU,子系统时钟为外设提供给时钟源。多样的时钟资源可以降低系统消耗,辅助系统时钟在保持低功耗的同时也可以接受外部中断,响应外部环境的变化。使用内部高速RC振荡器作为主系统时钟,不仅可以省去一个外部的高速晶振,同时可以快速唤醒MCU来降低功耗。
RJM8L151设计了丰富的定时模块,包括2个16位基本定时器,1个16位通用定时器支持输入捕获/输出比较/PWM输出功能。2个16位高级定时器除了支持输入捕获/输出比较/PWM输出功能,还支持12对互补PWM输出。1个实时时钟RTC模块,产生年、月、日、时、分、秒,并有自动闰年补偿功能,采用外部32.768kHz晶振提供时钟可使计时误差更小。RJM8L151内嵌15位窗口看门狗定时器,采用系统时钟计时,溢出时可产生中断或复位信号,待机模式下停止计数。
RJM8L151单片机的开发环境是Keil uVision4。Keil是全球领先的嵌入式系统开发工具供应商,uVision4是C/C++编译器和调试器的集成开发环境(IDE)的第4版本,其中的Keil C51支持RJM8L151的开发调试,该环境集编辑,编译,仿真于一体,支持汇编和C语言的程序设计。
RJM8L151系列MCU配备了高效的在线仿真器和下载器,既可以方便前期开发调试又为后期生产安装提供了方便。RJM8L151支持标准JTAG下载和调试,可以不使用仿真器,用离线编程器就可以实现对内存Flash的修改,提高了批量烧录的效率,也为程序升级维护提供了方便。
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