【应用】最小分辨率达1fF的“小蜜蜂”8位低功耗MCU，实现油箱液位精确测量
驾驶汽车时，驾驶员要了解油箱内剩余油量的多少，防止行驶到中途没油的尴尬。下面我们介绍一种低成本的通过电容感测方式检测油箱内液位来判断剩余的油量多少。其原理是：把集成电容感测MCU的电容感测口做为电容的一个电极，地做为另外一个电极，做成一个圆柱体，圆柱体壳体是地，内部是电容感测极，在圆柱体的下端和上端分别留口以便液体的进入流出，液体填充在极板之间，等效形成电容，液面浸没的多少会改变电容大小，从而间接反映液位的高低。电容感测传感器放置在水、汽柴油等这种对固体浸润能力不强的液体中测试是没问题的。测试原理如下图1。
图1：电容传感器原理示意图
基于以上原理，我们推荐采用SILICON LABS的EFM8SB10F8G-A-QSOP24R，是最节能的8位单片机。其具有150μA/MHz运行模式电流，休眠模式能耗在内存内容保持和掉电检测使能条件下仅50nA，可满足低功耗的设计要求，最大限度的降低了系统的功耗。EFM8SB10F8G-A-QSOP24R集成高分辨率电容数字转换器可检测45pF到500pF电容范围，16位精度，可精确到1fF，可以精准测量出油箱内剩余油量。还有12位模数转换器（ADC）可采集油内温度和参考电容值，保证电容采集正确。最后通过485总线把采集的数据传送给驾驶室的显示窗口。可在多种使用情况下实现不到1 μA的平均电流消耗。
图2：整体设计框图
EFM8SB1 低功耗8位MCU特性：
• 最高可达25MHz单周期8051处理器内核；
• 1.78mm×1.66mm晶圆级芯片尺寸封装（WLCSP）；
• 专用的片上12通道电容触摸感应控制器；
• 50nA休眠模式电流，内存内容保质和欠压检测（BOD）使能；
• 300nA休眠模式电流，片内低频振荡器（LFO）；
• 150μA/MHz运行模式电流；
• 触摸唤醒电流小于1μA；
• 2μs快速唤醒时间；
• 特别为系统和电源需求而优化的灵活时钟架构；
• 用于模拟和数字外设的专利Crossbar技术；
• 得到Simplicity Studio工具的全面支持，例如Capacitive Sense Profiler和Library等。
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SILICON LABS EFM8 Sleepy Bee 8-bit Microcontrollers选型表
选型表 - SILICON LABS SILICON LABS 8位MCU选型，基于25MHz Frequency,2~64kB Flash,0.25~4kB RAM等参数进行选型
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SILICON LABS EFM8 Universal Bee 8-bit Microcontrollers选型表
选型表 - SILICON LABS SILICON LABS 8位MCU选型，基于48MHz Frequency,8~64kB Flash,2~4kB RAM等参数进行选型
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产品型号
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品类
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SPI
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Temp Sensor
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Vdd max（V）
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Comparators
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Debug Interface
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Dig I/O Pins
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I2C
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RAM (kB)
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ADC 1
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USB
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EMIF
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Package Size (mm)
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Internal Osc.
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Timers (16-bit)
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UART
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MCU Core
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Frequency（MHz）
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Vdd min（V）
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LIN
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Package Type
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CAN
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PCA Channels
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5 Volt Tolerant
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VREF
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Flash (kB)
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Temperature Range (ºC)
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EFM8UB10F16G-QFN20
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Microcontroller
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Temp Sensor
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5.25
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C2
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12-bit, 11-ch.
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USB
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8051
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产品型号
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品类
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SPI
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Vdd max（V）
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Temp Sensor
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Debug Interface
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Dig I/O Pins
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I2C
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RAM (kB)
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ADC 1
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Package Size (mm)
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Internal Osc.
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EMIF
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Timers (16-bit)
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UART
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Frequency（MHz）
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Vdd min（V）
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Package Type
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系列
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HS I2C Slave
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Flash (kB)
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EFM8SB10F8G-QSOP24
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8位MCU
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Temp Sensor
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12-bit, 10-ch.
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8.7x3.9
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评论
全部评论（13）
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yichun417![]()
普通会员
2021-01-26
构思非常好 -
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用户18396822![]()
普通会员
2018-04-17
支持 -
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OutstandingEngineer![]()
普通会员
2018-04-14
这个设计还是挺巧妙。 -
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yingqiming![]()
普通会员
2018-04-10
不错 -
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如果天空不死![]()
普通会员
2018-03-11
特性下面空了八行是啥。。。我还以为我图片没加载出来。。 -
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watson![]()
普通会员
2018-03-08
挺不错的 -
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雷神![]()
普通会员
2018-02-18
学习了 -
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周经理![]()
普通会员
2018-01-11
学习了 -
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周经理![]()
普通会员
2018-01-11
学习了 -
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遥望![]()
普通会员
2017-11-16
不错
普通会员
2021-01-26
正在努力加载……电子商城
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授权代理品牌：分立元件
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