本文介紹基于兆易創(chuàng)新的GD32L235系列低功耗MCU設(shè)計(jì)的土壤濕度檢測(cè)帶磁力翻轉(zhuǎn)式顯示方案，該方案產(chǎn)品主要適用于智慧種植、環(huán)境監(jiān)測(cè)等場(chǎng)景。

?功能要求 ?

? 2節(jié)5號(hào)AA干電池串聯(lián)供電(3V),使用1年時(shí)間

? 待機(jī)功耗<0.6uA

? 定時(shí)檢測(cè)土壤濕度傳感器的參數(shù)

? 根據(jù)參數(shù),驅(qū)動(dòng)磁力翻轉(zhuǎn)顯示裝置的翻轉(zhuǎn)片的不同顏色指示

?GD32L235系列MCU主要規(guī)格?

? Arm Cortex-M23內(nèi)核 @64MHz

? Flash：16KB~128KB

? SRAM：12KB~24KB

? 2個(gè)16位低功耗定時(shí)器、6個(gè)通用16位定時(shí)器、1個(gè)高級(jí)定時(shí)器和2個(gè)基本定時(shí)器

? 2個(gè)低功耗LPUART、2個(gè)USART、2個(gè)UART、3個(gè)I2C、2個(gè)SPI等通用外設(shè)接口

? 1個(gè)CAN2.0控制器和1個(gè)USB 2.0 FS控制器等標(biāo)準(zhǔn)通信接口

? 1個(gè)12位ADC，支持差分輸入和單端輸入兩種模式，提高ADC模塊的精度和性能

? 1個(gè)12位DAC和2個(gè)CMP比較器

? 工業(yè)級(jí)工作溫度范圍：-40℃~105℃

支持包括深度睡眠(Deep-sleep)、部分睡眠（Sleep）和待機(jī)(Standby)等六種低功耗模式。在深度睡眠(Deep-sleep)模式下，電流降至1.8μA，喚醒時(shí)間低于2μS；待機(jī)(Standby)模式電流更是低至0.26μA。即使在最高主頻全速工作模式下，其功耗也僅為66μA/MHz，實(shí)現(xiàn)了效能和功耗間的卓越平衡。

?系統(tǒng)架構(gòu)圖?

?工作原理?

2節(jié)5號(hào)AA干電池(電壓3.0V)給MCU GD32L235KBT6供電，MCU控制電源開(kāi)關(guān)給外設(shè)供電(VCC)。

通過(guò)檢測(cè)電路，每1分鐘讀取檢測(cè)一次土壤濕度傳感器的數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)處理，控制驅(qū)動(dòng)電路，控制磁力翻轉(zhuǎn)屏的顯示。

主控MCU GD32L235KBT6 開(kāi)啟低功耗Standby帶RTC定時(shí)模式，定時(shí)60秒喚醒一次，控制濕度傳感檢測(cè)電路，檢測(cè)濕度值，控制磁點(diǎn)陣線圈驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)磁力翻轉(zhuǎn)屏顯示。

磁力翻轉(zhuǎn)屏是利用磁性材料的翻轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)顯示內(nèi)容的切換，每個(gè)像素單元是一個(gè)可以靈活翻轉(zhuǎn)的磁片，一面為固定的一種顏色， 另一面為黑色。通過(guò)對(duì)每個(gè)磁片下方線圈的開(kāi)關(guān)供電控制，以產(chǎn)生的不同磁場(chǎng)，來(lái)驅(qū)動(dòng)磁片的正反翻轉(zhuǎn)。

?電路原理圖?

主控電路圖：

驅(qū)動(dòng)電路圖：

電路板如下圖所示：