深圳市芯曄電子有限公司
Shenzhen Serial Electronic Co., Ltd
在各項(xiàng)疫情防控和治療措施的持續(xù)施效下，全國(guó)的企業(yè)在陸陸續(xù)續(xù)進(jìn)行復(fù)工。然而，企業(yè)申請(qǐng)復(fù)工必需具備快速紅外體溫探測(cè)儀、消毒水、口罩等疫情防控物資。由于口罩、額溫槍等物資早已供不應(yīng)求，不少企業(yè)就因?yàn)椴少?gòu)不到疫情防控物資而無(wú)法開(kāi)工。在需求方面，據(jù)2月2日國(guó)家工信部發(fā)布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，目前紅外測(cè)溫設(shè)備市場(chǎng)缺口約 6 萬(wàn)臺(tái)，手持式紅外測(cè)溫設(shè)備約 55 萬(wàn)臺(tái)。手持式紅外測(cè)溫設(shè)備主要是紅外測(cè)溫儀和紅外熱成像儀。
手持紅外熱成像儀的PCB電路，主要元器件包括：MCU、熱電堆傳感器、RGB屏幕、攝像頭模塊、SDRAM、背光源和電池。其中MCU是設(shè)備的核心電子元件。
基于GD32 MCU的紅外熱成像儀系統(tǒng)框圖：
GD32F450系列 MCU作為系統(tǒng)的主控IC，不但需要通過(guò)各類(lèi)數(shù)字通訊接口采集紅外傳感器發(fā)送的溫度數(shù)據(jù)，以及攝像頭模塊發(fā)送來(lái)的圖像數(shù)據(jù)，并且需要利用片內(nèi)集成的SRAM和外擴(kuò)的SDRAM來(lái)緩存各類(lèi)數(shù)據(jù)，最終在RGB屏幕上顯示圖像和溫度信息。與此同時(shí)，GD32F450還需要利用內(nèi)置的ADC和定時(shí)器實(shí)時(shí)監(jiān)控鋰電池的工作狀態(tài)和系統(tǒng)的環(huán)境溫度，進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)的監(jiān)控和保護(hù)。
GD32F450帶有豐富的外設(shè)接口，常用的UART, SPI, I2C，可用于外接BLE通訊模塊，紅外傳感器;GD32F450還帶有高速的SDIO, DCI, EXMC，TLI等接口，可以直接驅(qū)動(dòng)RGB屏幕，攝像頭模塊，以及SDRAM, pSRAM，SD卡等多種類(lèi)型的存儲(chǔ)器。從而實(shí)現(xiàn)紅外測(cè)溫到圖像顯示的一套系統(tǒng)的解決方案。
GD32F450系列MCU主要規(guī)格
Cortex-M4@200Mhz, 250 MIPS處理性能;
Flash：512KB/1024KB/3072KB;
SRAM：256KB/512KB;
12Bits ADC x 3@2.6Msps，24通道;
12Bits DAC x 2，
高級(jí)定時(shí)器x2，可產(chǎn)生6路死區(qū)可調(diào)的互補(bǔ)PWM輸出。
通用定時(shí)器x10;
Flash帶硬件加密保護(hù);
多種串行通訊方式：
I2C x3, SPI x6, UART x8;
USB HSx1，USB FS x1
SDIOx1，DCM Ix1;
LCD-TFT Interface x1;
豐富的封裝類(lèi)型
LQFP100/LQFP144/BGA176
供電電壓：2.6V~3.6V, I/O耐壓5V;
工業(yè)級(jí)的工作溫度范圍
-40℃~+85℃;
工業(yè)級(jí)的ESD特性：6000 Volt
GD32F450采用2.6V-3.6V供電，I/O口可承受5V電平。內(nèi)置的電源管理單元支持高級(jí)電源管理并提供了三種省電模式，在所有外設(shè)全速運(yùn)行模式下的工作電流僅為500μA/MHz，實(shí)現(xiàn)了極佳的能效比。還首次具備了電壓調(diào)整功能。當(dāng)頻率降低時(shí)，CPU電壓也可隨之降低，從而將動(dòng)態(tài)功耗降至最低水平。在電池供電時(shí)的待機(jī)電流最低僅為2μA。
在外設(shè)接口方面，GD32F450系列MCU以先進(jìn)的緩存架構(gòu)配置了4個(gè)獨(dú)立的SRAM存儲(chǔ)器，可支持不同總線上的主設(shè)備同時(shí)訪問(wèn)。新增的64KB內(nèi)核專(zhuān)用緩存(TCM RAM)既可作為系統(tǒng)運(yùn)行的堆棧,又可作為高速運(yùn)算緩沖, 從而有助于發(fā)揮出內(nèi)核的最高性能。32位總線接口EXMC還支持?jǐn)U展外部SDRAM內(nèi)存，能夠以更高的性?xún)r(jià)比靈活方便的進(jìn)行大容量數(shù)據(jù)緩存與高級(jí)界面控制。
GD32F450還配備了TFT LCD控制器和硬件圖形加速器IPA (Image Processing Accelerator), 以實(shí)現(xiàn)液晶驅(qū)動(dòng)并顯著提升顯示畫(huà)質(zhì)，最高可以支持XGA 10吋1024 x 768像素的RGB TFT顯示。另外還配備了8位至14位的Camera視頻接口，便于連接數(shù)字?jǐn)z像頭并實(shí)現(xiàn)圖像采集與傳輸。
基于自主研發(fā)核心器件帶來(lái)成本上的優(yōu)勢(shì)，市場(chǎng)對(duì)熱成像儀的智能化、微型化產(chǎn)品需求不斷上升，并迅速推出“AI+熱成像”、“5G+熱成像”等產(chǎn)品。這不僅需要我們?cè)诋a(chǎn)品硬件上不斷創(chuàng)新突破，而且要在軟件功能上進(jìn)一步優(yōu)化，并提高整機(jī)集成度，滿(mǎn)足更多用戶(hù)需求。