基于 32 位 Cortex-M3 内核的超低功耗微控制器 EFM32 与 ACAM 公司的高集成度 TDC-GP21 芯片推出的超声波热量表方案，能够充分发挥 EFM32 超低功耗与高运算能力的特点，以及 TDC-GP21 高精度的测量能力，是超声波热量表的一种有力方案。

主控及显示部分

超声波主控 MCU 采用 EFM32TG840F32，它基于 ARM 公司的 32 位 Cortex-M3 内核设计，相比传统的 8 位、16 位单片机具有更高的运算和数据处理能力、更高的代码密度和更低的功耗。实测数据显示，EFM32TG840 执行 32 位乘法运算仅需 4 个内核时钟周期，32 位除法运算仅需 8 个内核时钟周期，而相应热表上使用的 16 位单片机却分别需要 50 和 465 个时钟周期。恰恰在时间数据转换芯片 TDC-GP21 上采集得到的数据均是 32 位长度，因此在运算和热量计算时均是 32 位的数据运算；可见，采用 EFM32TG840 可以让超声波热量表具有更好的运算性能，从而缩短整机处于运行计算状态的时间，达到降低运行功耗的效果。

EFM32TG840 具有 EM0～EM4 共 5 种低功耗模式。在 EM2 低功耗模式下，微控制器仍可实现 RTC 运行以及 LEUART、LETIMER 及 LESENSE 的通信或控制功能，而功耗仅需 900nA；而且它具有灵活的唤醒方式和自主工作的 PRS 系统，可以由外部 I/O、I²C 通信接口、LEUART 通信信号等方式唤醒。

EFM32TG840 集成了 8×20 段的 LCD 驱动器，满足直接驱动超声波热量表液晶屏的需求，而功耗仅为 550nA。EFM32TG840 的 LCD 驱动器内部集成电压升压功能和对比度调节功能，可通过芯片内部 VCMP 电压比较器监控 VDD 电压，分等级开启 LCD 升压及对比度调节，使 LCD 的显示效果良好，即使系统电池随着使用时间增加出现电压跌落也能保持正常显示。

图 2　主控 MCU 及显示电路

EFM32TG840 的 I/O 可以设置为低功耗模式唤醒及 GPIO 中断模式，因此外部操作按钮可以在低功耗条件下实现交互控制动作。