Z8FS040 ZMOTION微控制器的硬件描述和軟件實現(xiàn)

此運動傳感和 LED 控制參考設計由 Zilog Z8FS040 ZMOTION MCU 和 IXYS LDS8710 高效 LED 驅(qū)動器組成。LED 亮度由來自 Z8FS040 MCU 的 PWM 輸出控制，輸入來自電位計、環(huán)境光傳感器 （ALS） 或通過 UART 接口的控制臺（在本文檔中統(tǒng)稱為控制開關）。為這三個控制開關選項中的每一個都提供了單獨的項目文件。

運動感應和 LED 控制板

此運動傳感和 LED 控制參考設計具有以下特點：

• 集成無源紅外 （PIR） 運動傳感和 LED 控制結(jié)合在單個 8 引腳 Zilog MCU 中
• 用于運動感應和 LED 控制的獨立式單板解決方案
• 運動檢測適應各種鏡頭，頭文件變化簡單
• 兩節(jié) AA 電池或工作電壓在 2.7 V 至 3.6 V 范圍內(nèi)的外部電源的可選電源
• 能夠根據(jù)運動打開和關閉高強度 LED
• 從三個來源控制 LED 亮度：

1. 控制臺命令 - 環(huán)境光
2. 電位器（控制源取決于軟件構建）

• 提供手持尺寸，大約 2” x 3”

Z8FS040 ZMOTION MCU

Z8FS040 ZMOTION MCU 是 Zilog 的 ZMOTION 檢測和控制系列的一部分，它為基于被動紅外 （PIR） 技術的運動檢測應用提供集成和靈活的解決方案。該系列包括具有集成運動檢測算法的 Z8FS040 微控制器，以及一系列鏡頭和熱釋電傳感器，以滿足廣泛的應用需求。為每個鏡頭提供了優(yōu)化的配置參數(shù)，以確保最佳性能，同時顯著降低開發(fā)風險并最大程度地縮短上市時間。與傳統(tǒng)設計相比，Zilog 的 PIR 運動檢測技術在靈敏度和穩(wěn)定性方面都有顯著改進，并且可擴展到許多細分市場，包括照明控制、HVAC、訪問控制、自動售貨機、顯示、接近度、電源管理、

LDS8710 高效 LED 驅(qū)動器

IXYS LDS8710 高效 LED 驅(qū)動器是一種固定頻率電流模式升壓轉(zhuǎn)換器，具有內(nèi)部同步整流器和逐周期開關電流限制，專為驅(qū)動多達 10 個白光 LED 串而設計。這些 LED 的串聯(lián)連接可提供恒定電流和均勻亮度，無需鎮(zhèn)流電阻器和工廠校準。

硬件架構

ZMOTION Z8FS040 MCU 充當此參考設計的主控制器。圖 2 中的框圖顯示了此參考設計的基本架構，使用三個控制源之一——環(huán)境光傳感器、UART 接口或電位計——通過脈寬調(diào)制器 （PWM） 控制 LDS8710 驅(qū)動器。LDS8710 驅(qū)動器使用 PWM 的占空比來控制 LED 串的電流（以及亮度）。Z8FS040 MCU 還直接連接到熱釋電傳感器以實現(xiàn)其運動檢測功能。

運動感應和 LED 控制框圖

Z8FS040 ZMOTION MCU電路說明

圖 3 顯示了 ZMOTION MCU 的調(diào)試和熱釋電傳感器接口。熱釋電傳感器的接口通過專用輸入 ANA2（引腳 5）；只需要一個 47 kΩ 的漏極電阻。RST 和 DBG（分別為 2 和 4 腳）用于調(diào)試接口，可以選擇用于其他功能；這些信號中的每一個都需要 10 kΩ 上拉電阻。引腳 3、6 和 7 可自由用于其他應用需求；這些引腳用于本參考設計中的控制開關。

ZMOTION Z8FS040（8 針）MCU 所需的電路連接

IXYS LED驅(qū)動電路

圖 4 顯示了使用 LDS8710 驅(qū)動器的 LED 驅(qū)動器電路。

圖 4 LDS8710 LED 驅(qū)動器應用電路

軟件實施

此參考設計的軟件基于ZMOTION_SerialZMOTION 檢測和控制開發(fā)套件 （ZMOTIONL100ZCOG） 附帶的示例應用項目。本文檔引用了三個獨立的項目，用于演示本參考設計中呈現(xiàn)的三種 LED 亮度控制；即控制臺命令、電位器設置和環(huán)境光傳感器。

運動靈敏度和降噪

包含高頻開關元件的系統(tǒng)會產(chǎn)生過多的噪聲，從而破壞低壓模擬傳感功能。在此參考設計中，當 LED 開啟或關閉時，LDS8710 驅(qū)動器產(chǎn)生的電流消耗變化可能會影響 ZMOTION MCU 執(zhí)行的低信號級運動感應功能。電源波動或來自熱釋電傳感器的信號可能導致 ZMOTION MCU 錯誤地將其解釋為運動（即錯誤觸發(fā)）。

為幫助避免這些錯誤觸發(fā)，Z8FS040 API 中包含多個配置寄存器，可根據(jù)應用程序需要動態(tài)修改這些寄存器。這些寄存器控制靈敏度以及 ZMOTION PIR 引擎如何對熱釋電傳感器信號進行采樣。此外，當已知存在瞬態(tài)或噪聲條件時，可以編寫應用程序代碼以在短時間內(nèi)簡單地忽略運動檢測。例如，當 LED 開啟或關閉時（響應于檢測到或未檢測到 30 秒的運動），電源電壓會產(chǎn)生顯著的擾動。為確保不會創(chuàng)建錯誤觸發(fā)器，應用程序只需在啟用/禁用 LED 后停止尋找運動 1 秒。此決定對用戶體驗幾乎沒有影響，但有助于避免錯誤觸發(fā)。

編輯：ymf