发布日期：2022-04-17 点击率：31
“苦干不如巧干”——这句古老的格言也适用于电子行业。在电子领域，“智能”是一个行业热词。从汽车、家庭照明到工厂的运营方式，一切都趋向于“更智能”。这种“智能”技术正在迅速成为第四次工业革命进程的推动力。
随着物联网 (IoT) 和大数据的兴起，设备和基础设施之间的通信水平得到提高，使得实时决策成为现实。如今，似乎每一项新技术前面都有“智能”这个词。从智能手机到智能电表，再到智能手表——一切都变得智能起来。
在去年的纽伦堡嵌入式世界大会上，“智能”主题是 Texas Instruments (TI) 展台的焦点。TI 展台重点展示了四个不同应用领域，演示了适用于智能汽车、智能建筑、智能工厂和智慧城市的一系列技术。本文将探讨一系列 TI 精选产品，可用于帮助设计能满足未来解决方案需求的产品。
该套件（图 1）支持开发高精度的传感器节点应用，这些应用可以受益于集成的高精度 ADC、低功耗运行和 2 MB 集成闪存，以便无缝附加多个无线连接选项。特色产品 MSP432P4111 微控制器 (MCU) 具有如下特性：48 MHz Arm® Cortex®-M4F，2 MB 闪存和 256 kB SRAM，低功耗运行（有功功率低至 120 μA/MHz，待机功率 850 nA），16 位性能的 SAR 精密 ADC，以及 320 分段 LCD。
图 1：Texas Instruments 的 Simplelink MSP432P4111 LaunchPad 开发套件。（图片来源：Texas Instruments）
LAUNCHCC3220MODASF 的亮点是 CC3220MODASF，这是一款经过认证的单芯片无线微控制器模块，带有板载天线。该 MCU 具有集成的 1 MB 闪存、256 KB RAM 和增强的安全特性。该开发套件具有现成的板载仿真和传感器。
BOOSTXL-CAPKEYPAD 评估模块 (EVM) 是一种易于使用的平台，适用于采用 CapTIvate 技术的 MSP430FR2522 电容式触摸感应 MCU。该 EVM 有三种不同的使用方式：1) 配合 LaunchPad 开发套件使用；2) 配合 CapTIvate 开发套件 (MSP-CAPT-FR2633) 使用；或 3) 配合 CapTIvate 编程器板 (CAPTIVATE-PGMR) 使用。
CapTIvate 金属触摸面板（图 2）是 CapTIvate 开发套件 (MSP-CAPT-FR2633) 的扩展板。它让工程师和设计人员能够评估金属触摸技术。这是另一种电容式触摸感应技术，允许使用黄铜、青铜、不锈钢和铝合金设计出精巧的触摸模块。
图 2：Texas Instruments 的 CapTIvate 金属触摸面板扩展板，适用于 CapTIvate 开发套件。（图片来源：Texas Instruments）
TI 的 MSP430 MCU 采用 CapTIvate 触摸技术，可以将灵活、创新、可靠的电容式触摸金属输入赋予各种应用中，应用范围从家用电器到便携式电子产品。
为了帮助评估和使用针对超声波感应应用（例如智能水表）而设计的 MSP430FR6047 MCU，TI 提供 EVM430-FR6047 评估套件。超低功耗 MSP430FR6047 MCU 是一款集成了超声波感应模拟前端的器件，支持高精度和准确的超声波测量。
LaunchPad 开发套件是一种易于使用的 EVM，基于 MSP430FR2433 超值系列感应 MCU。如果计划在超低功耗 MSP430FR2x 超值系列感应 MCU 平台上进行开发，那么该套件非常合适，它包含了所需的一切，其中的板载调试探头可用于编程、调试和能量测量。
该套件是一个全面、易用的平台，用于评估采用电容式触摸技术的 MSP430FR2633 微控制器。它含有：一块基于 MSP430FR2633 的处理器板、一块采用 EnergyTrace 技术的编程器/调试器板（搭配 Code Composer Studio IDE 使用可测量能耗），以及一些传感器板（用于评估自电容、互电容、手势和接近感应功能）。
该 EVM（图 3）采用非接触式 16 按钮多功能键盘封装，用于评估 LDC1314 的电感式检测能力。这种降低成本的解决方案使用标准 PCB 技术和易于制造的元器件，不仅可以使用 LDC1314，还可以与 LDC1312、LDC1612 和 LDC1614 一起使用。
图 3：Texas Instruments 的 LDC1314KEYPAD-EVM 用于评估 LDC1314 的电感式检测能力。（图片来源：Texas Instruments）
LDC1614 EVM 包括两个示例 PCB 传感器线圈，这些线圈连接到 LDC1614 的四个通道。MSP430 微控制器用于将 LDC 连接到主机。利用该 EVM 可以展示：如何通过电感式检测技术，来检测和测量导电目标物体的存在、位置或组成。
TMP116EVM 让用户能够轻松开始使用 TMP116 系列。TMP116 器件是高精度数字温度传感器，并且集成了 EEPROM。该系列具有 16 位分辨率，在 20°C 至 42°C 范围内精度高达 ±0.1°C，在 0°C 至 85°C 范围内精度为 0.2°C。
该评估板具有 Beckhoff ET1100 EtherCAT 从控制器 (ESC) 和 800 MIPS Delfino 微控制器，集 C2000 MCU 实时控制和实时 EtherCAT 通信于一体。该板可用作独立硬件以便用户熟悉软件项目，也可与 DesignDRIVE IDDK 一起用于伺服示例应用。如果 TMDSECATCNCD379D 和 DesignDRIVE IDDK 一起用作双板硬件解决方案，用户将会发现其中带有用于 ET1100 的软件驱动程序和用于 C28x 的从机堆栈适配层。
使用此参考设计可展示如何创建工业传感器到云端节点，该节点可连接到物联网网关和云数据提供商。此设计采用了 TI 的毫微功耗运算放大器、比较器和 Simplelink 超低功耗 Sub-1GHz 无线 MCU 平台。所有这些共同展示了一个超低功耗传感器到云运动检测器，其电池寿命极长，无需任何布线。
与 TIDA-01476 相似，使用此参考设计可展示如何创建工业传感器到云端节点，该节点可连接到物联网网关和云数据提供商。此设计采用了 TI 的毫微功耗系统定时器（用于电源选通）、低 Iq 升压转换器、Simplelink 超低功耗 Sub-1GHz 无线 MCU 平台和湿度检测技术。所有这些共同展示了一种实现占空比传感器端节点的超低功耗方法，最终使电池寿命得到延长。
除上述 TI 产品外，TE Connectivity (TE) 也提供了一系列智能连接解决方案。
应用中需要零件来最大限度地减少串扰和降低 EMI 影响，而使用 TE 的标准 BLS 产品组合，设计人员可以快速获取所需零件，并解决问题（图 4）。TE 提供两种选择：标准冷轧钢材料和重量为前者 1/3 的铝质材料。
图 4：TE Connectivity 的板级屏蔽罩示例。（图片来源：TE Connectivity）
TE 的 USB Type-C 插座可提供这样一种解决方案：数据传输速度高达 10 Gbps、传输功率高达 100 W，以及通过单一连接提供音频/视频输入。USB Type-C 是当前和未来 USB 应用的新一代解决方案。TE 的防水 USB Type-C 连接器达到真正的 IPX8 等级，能够在 1.5 米水深下保持可靠连接至少 30 分钟。
就让事物变得“更智能”而言，上述各种产品和解决方案可以发挥什么作用？对于智慧城市，TI 提供广泛的模拟和混合信号产品组合、高性能信号处理和微控制器器件，以及覆盖完整信号链的产品，包括传感、信号调节、处理和通信，所有这些都有助于整合城市系统，使城市运行“更智能”。智慧城市依赖于传感器、网关、控制中心，以及通过网状网络与各级元件进行高效的云通信。所有数据收集、聚合和/或决策点都有自己的要求，因此需要灵活可扩展的半导体解决方案。为此，TI 产品支持协同工作，以便实现智慧城市网络。
在汽车行业，无线技术对汽车从简陋的内燃机转变成真正的智能汽车发挥着举足轻重的作用。正因为如此，自 120 多年前汽车发明以来，汽车行业正在经历着最大的变革之一。TI 提供系统级创新、可扩展能力和安全专业知识，使客户的行车速度更快，并优化驾驶体验。就汽车行业而言，TI 的产品在高级辅助驾驶系统、信息娱乐、混合动力/电动汽车、动力总成、车身电子和照明解决方案中发挥着重要作用。
对于第四次工业革命或工业 4.0，TI 的嵌入式和模拟产品、系统专业知识以及易于使用的设计工具支持对系统和流程进行数字化，从而实现更智能、更高效、更安全的工厂。实时数据分析、大数据云、预测性维护、分布式智能、OPC UA TSN、网络物理生产系统和以产品为中心的制造都是使能技术，对连接、功耗、安全性、可靠性和安保大有裨益。
最后，TI 提供差异化解决方案，使建筑更加智能化。通过这些解决方案，工程师能够监测和控制智能建筑，创造高效、安全、愉快的环境。为了帮助将能量收集和预测性维护等功能引入楼宇自动化系统，TI 提供各种器件和参考设计来支持设计和评估解决方案。其他智能建筑应用包括更智能的无线检测，用以改进 HVAC 和照明控制。智能建筑解决方案还能带来其他好处，例如：优化能效以使建筑更加节能环保，以及提高系统可靠性等。
*TE Connectivity 和 TE 是商标。
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