2 演示硬件

圖 2-1 展示了基于 MSPM0G3507 和 DRV8220 的煙霧報(bào)警器演示設(shè)置方框圖。介紹的設(shè)置包括一個(gè) MSPM0G3507 LaunchPad? 開(kāi)發(fā)套件，該套件連接了兩個(gè)額外的 TI 評(píng)估板。評(píng)估模塊 TLV61046AEVM-833 用于為驅(qū)動(dòng)器模塊 DRV8220EVM 和壓電元件提供適當(dāng)?shù)碾妷很?。這種布置支持單端 PWM（用于生成警報(bào)音）或差分 PWM（例如 BD 調(diào)制）來(lái)驅(qū)動(dòng)壓電式揚(yáng)聲器。本演示使用 BD 調(diào)制 來(lái)適應(yīng)音頻播放和警報(bào)音生成。

圖 2-1 采用 DRV8220 和 MSPM0G 硬件的煙霧報(bào)警器發(fā)聲器方框圖

MSPM0G350x 系列微控制器是超低功耗 MCU，工作電源電壓范圍為 1.62V 至 3.6V。本演示中展示的 LaunchPad? 通過(guò)插入到 PC 中的 USB 電纜供電，可提供 5V 的輸入電壓軌。MSPM0G3507 LaunchPad 包括一個(gè) LDO，可提供 3.3V 電壓軌，用于為 MCU 和升壓轉(zhuǎn)換器輸入供電。DRV8220 H 橋的工作電壓范圍為 4.5V 至 18V。本演示使用 TLV61046AEVM 的默認(rèn) 12V 輸出作為壓電驅(qū)動(dòng)電壓，但該電壓在 EVM 上可調(diào)。在該應(yīng)用中選擇 DRV8220 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器是因?yàn)樗哂械凸β屎纳⒑偷统杀?。DRV82xx 系列中的 H 橋設(shè)計(jì)還能夠驅(qū)動(dòng)容性負(fù)載，這也是該應(yīng)用的一個(gè)重要考慮因素。

硬件連接演示如圖 2-2 所示，詳細(xì)信息如下：

• MSPM0G 3.3V 連接到 TLV61046A VIN
• MSPM0G GND 連接到 TLV61046A GND
• TLV61046A VOUT 連接到 DRV8220 VM
• TLV61046A GND 連接到 DRV8220 GND
• MSPM0G PA8 連接到 DRV8220 IN1
• MSPM0G PA9 連接到 DRV8220 IN2
• DRV8220 OUT1 連接到 PCT-4546E 壓電
• DRV8220 OUT2 連接到 PCT-4546E 壓電
• USB 電纜從 PC 連接到 MSPM0G LaunchPad

圖 2-2 硬件連接演示

MSPM0G350x 微控制器 (MCU) 屬于 MSP 高度集成的超低功耗 32 位 MCU 系列，該 MCU 系列基于增強(qiáng)型 Arm? Cortex?-M0+ 32 位內(nèi)核平臺(tái)，工作頻率最高可達(dá) 80MHz。高性能集成模擬外設(shè)可簡(jiǎn)化供應(yīng)鏈并優(yōu)化成本。MSPM0G350x 集成了兩個(gè) 12 位 4Msps ADC、可配置的內(nèi)部共享電壓基準(zhǔn)、一個(gè) 12 位 1Msps DAC、三個(gè)具有內(nèi)置基準(zhǔn) DAC 的高速比較器、兩個(gè)具有可編程增益的零溫漂零交叉運(yùn)算放大器和一個(gè)通用放大器。此外，MSPM0G350x 集成了智能數(shù)字外設(shè)，例如七個(gè)計(jì)時(shí)器，支持多達(dá) 22 個(gè) PWM 通道。MSPM0 MCU 平臺(tái)將 Arm Cortex-M0+ 平臺(tái)與整體超低功耗系統(tǒng)架構(gòu)相結(jié)合，可在提高性能的同時(shí)降低能耗，這對(duì)于需要更大功率來(lái)產(chǎn)生低頻音調(diào)的煙霧報(bào)警器應(yīng)用尤其重要。

DRV8220 是一款集成電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，具有四個(gè) N 溝道功率 FET、電荷泵穩(wěn)壓器和保護(hù)電路。三路電荷泵架構(gòu)可減小設(shè)計(jì)尺寸，并在 4.5V 至 18V 的工作電源電壓范圍內(nèi)以 100% 占空比運(yùn)行。DRV8220 H 橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)器支持多種控制接口模式：PWM、相位/使能、獨(dú)立半橋和并行半橋，其中每種模式均支持低功耗睡眠模式，以確保超低的靜態(tài)電流消耗。DRV8220 所屬的器件系列具有引腳對(duì)引腳、可擴(kuò)展 RDS(on) 和電源電壓選項(xiàng)，可支持不同負(fù)載和電源軌，并盡可能減少設(shè)計(jì)改動(dòng)。

TLV61046A 是一款高度集成的升壓轉(zhuǎn)換器，集成了 30V 電源開(kāi)關(guān)、輸入至輸出的隔離開(kāi)關(guān)以及整流器二極管。TLV61046A 可將來(lái)自一節(jié)鋰離子電池或兩節(jié)堿性電池（串聯(lián)）的輸入電壓轉(zhuǎn)換成高達(dá) 28V 的輸出電壓。TLV61046A 具有輸出短路保護(hù)、輸出過(guò)壓保護(hù)和熱關(guān)斷功能。在該應(yīng)用中，通過(guò)將 FB 引腳和 VIN 引腳相連，使用默認(rèn)的 12V 內(nèi)部輸出電壓設(shè)置。

本硬件演示中使用的壓電式發(fā)聲器 AT-4625-TT-HT-R 具有 3Vp-p 至 30Vp-p 的寬工作電壓范圍，電流消耗 ≤ 80mA。10cm/1m 時(shí)的最小 SPL 額定值為 120/100dBA，能夠在 3m 處產(chǎn)生超過(guò) 90dBA 的輸出。與更典型的選擇性頻率響應(yīng)相比，AT-4625-TT-HT-R 在寬頻率范圍內(nèi)表現(xiàn)出相對(duì)平坦的響應(yīng)，這對(duì)于該應(yīng)用來(lái)說(shuō)或許更重要。