拆解一款电池供电的无线测控终端

天南地北客

最近手上拿到了一款基于STM32F103的电池供电型无线测控终端，是厦门四联公司的自供电微功耗远程测控SL6100。该终端可以采集模拟量、开关量、脉冲信号以及RS485通信数据，然后通过2G无线数据传输到远端的服务器。对于电池供电型设备，最重要的参数之一是功耗。其中涉及到电池容量以及工作模式。对其使用的电路进行了原理分析，和大家分享一些。

1  电源

SL6000有三组独立的工作电源。第一路使用圣邦微的SGM6008将电池供电电压转换成4V，供给GPRS模块使用。第二路采用SGM3110升压至5V，作为AD采集模拟量时的工作电压。第三路采用SGM6601升压至12V，作为采集脉冲信号时的电源，该输出电压也可以通过调整J6的短接位置，来改变输出电压为24V。 为了尽可能的降低系统的待机功耗，延长电池的使用时间，其中一种方式是电池供电通过负载开关(分立MOSFET）来控制，这种方式的缺点是：元器件较多，开通速度不可控。另一种方式是使用带有集成开关的升压芯片，如德州仪器的TPS61021，通过STM32的GPIO端口直接控制TPS61021的EN引脚即可。

2  MCU电路

MCU采用ST公司的STM32F103VET6，基于ARM Cortex-M3内核, 512 KB的Flash, 64 KB的内部RAM, LQFP-100封装。控制器并没有采用低功耗L系列，周期性的进入休眠状态。在休眠状态，MCU通过控制MOSFET切断外设的电源，以及GPRS和蓝牙的电源。

3  EEPROM存储器

采用Microchip公司的I2C串行EEPROM 存储器24LC16B-I/SN。容量为16Kbit，最大时钟频率 400kHz, 电压工作范围2.5V-5.5V, 封装SOIC-8，工业级。I2C地址为0x00。该芯片连接到STM32的I2C1接口，与时钟芯片DS3231SN#TR使用同一组接口。在休眠模式下，通过STM32的I2C_CONTROL引脚切断该芯片的工作电源。

4  串行Flash存储器

SL6000板载一颗Macronix International公司的MX25L12835F串行CMOS MXSMIO Flash存储器，容量为128Mb，工作电压3V，支持QPI接口。MX25L128连接到STM32F103的SPI3接口。

5  实时时钟

SL6000搭载了一颗Maxim Integrated公司的低成本、高精度I²C实时时钟芯片DS3231SN#T&R，具有集成的温补晶振(TCXO)和晶体。该器件-40°C至+85°C范围内精度为±3.5ppm。数字温度传感器输出：精度为±3°C。I2C通讯地址为0x68。

6  蓝牙模块

SL6000支持蓝牙通信功能，其采用了捷帆科技的CC2540蓝牙模块。该模块支持蓝牙4.0规范，内置256K字节的可擦除存储器，超低功耗，工作电流在微安级。天线采用板载PCB方式，无需外置。该模块同时还支持透传功能。

7  2G/3G模块

SL6000的2G/3G模块采用上海移远通信技术有限公司的M26FA-03-STD。在官网查找该模块，已经停产了，不建议用于新设计。M26模块是一款工业级的四频段GSM/GPRS无线模块。其工作频段是：GSM850MHz、EGSM900MHz、DCS1800MHz和PCS1900MHz。M26提供GPRS数传、GSM短信业务，并支持GPRS multi-slot class1~12/。M26是贴片式模块，44个管脚，采用LCC封装，并通过焊盘内嵌于各类数传产品应用中。M26模块采用了低功耗技术，电流功耗在睡眠模式DRX=5下，低至1.3mA。

M26内嵌TCP/UDP、FTP、PPP、HTTP等数据传输协议，已内嵌的扩展AT命令可以使用户更容易地使用这些互联网协议。M26模块支持蓝牙接口，产品支持蓝牙版本3.0。