过程仪表包括使用各种传感器和方法测量过程变量（如温度、压力、水位和流量）所需的电子设备。工作模式下的功耗对于这些产品非常关键，因为大多数现场仪表都是通过 4-20mA 的电流回路接口提供电力，这样可以严格限制电子设备的功率预算。过程仪表必须能够频繁地在危险区域运行，且不能缓冲能量。
Atmel® 已成为工业过程仪表制造商首选的微控制器提供商。
特性和优势
- Atmel 32 位微控制器可在低至 1.62V 的电压下运行，且功耗数值低于 1mW/DMIPS。
- 过程仪表通常会以较低的频率运行微控制器，以降低功耗。Atmel 已对这些情况下的闪存读取访问进行了优化。
- Atmel 32 位 AVR 微控制器和基于 ARM® Cortex™-M3 处理器的 Atmel SAM3 系列为设计人员提供先进高效的 RISC 架构，能够支持更复杂的信号。
- 嵌入式 DSP 功能（MAC，饱和算法）和 FPU 加上中间件库的支持，可以大大简化信号调节。
- 复杂的信号算法、现场总线或工业以太网支持、功能安全测试例程以及多语言菜单都需要由容量越来越大的嵌入式闪存来支持。Atmel 提供的 32 位微控制器具有高达 512KB 的嵌入式闪存。
- Atmel 微控制器集成了专用硬件机制，以支持 IEC61508 安全标准的实施。了解详情 - Atmel 微控制器安全功能。
- 如果工厂中的各种仪表大面积分散，则很有必要使用无线通信。Atmel 无线微控制器产品线可提供必要的硬件平台来构建符合 Wireless HART 协议的产品。Atmel 拥有同类产品中最佳的射频性能，有助于拓宽射频范围，并使射频链路更加稳定、更加高效。
- Atmel CryptoAuthentication™ 系列硬件安全产品提供了一种易于实施、成本效益高且待机功耗低的解决方案，用于确保过程仪表之间的通信安全。
Atmel SAM3、SAM7 和 32 位 AVR UC3 系列实现了低功耗与强大信号处理能力的独特结合。
- 低功耗
- 高效的信号处理（DSP 和 FPU）
- 多种闪存容量可供选择
- 传感器元件与现场总线相连
- 符合 IEC61508 的安全功能
- 电容式触摸
- 无线微控制器
Atmel 产品
Atmel 安全功能概述
| |
功能 |
Atmel SAM3 系列 |
Atmel AVR XMEGA 系列 |
Atmel AVR UC3 系列 |
| 代码完整性 |
具有写保护功能的闪存 |
可选择的闪存区域 |
应用和引导区 |
可选择的闪存区域 |
| 双库 |
有 (SAM3U) |
|
|
| 闪存校验和 |
CRC 单元 (SAM3S) |
CRC 单元 |
软件 |
| 看门狗 |
从内部 RC 振荡器运行 |
有 |
有 |
有 |
| 锁定功能 |
第一次写入后锁定 |
每次熔断时锁定 |
按键保护 |
| 窗口模式 |
有 |
有 |
有 (AVR UC3) |
| 软件失控 |
内存保护单元 |
有 |
无 |
有 |
| IO 寄存器的锁定功能 |
有，使用 MPU |
有 |
有，使用 MPU |
| 时钟配置的锁定功能 |
有 |
有 |
有 |
| 锁定事件系统配置 |
不适用 |
有 |
有 |
| 时钟故障 |
从内部 RC 振荡器启动 |
有 |
有 |
有 |
| 主时钟故障检测 |
有 (SAM3S) |
有 |
有 |
| 自动切换至内部 RC |
有 (SAM3S) |
有 |
有 |
Atmel AVR 与 ARM 的比较
| CPU |
AVR 系列 |
基于 ARM 的解决方案 |
| 产品系列 |
8 位/16 位 AVR XMEGA 微控制器 |
32 位 AVR UC3 微控制器 |
SAM3 微控制器 |
SAM9 MPU |
| CPU 特性 |
同类产品中最佳的 8 位/16 位 RISC 硬件乘法器 |
具有 DSP 支持的 32 位 RISC（单周期 MAC，饱和） |
具有 MPU 的 Cortex-M3 |
ARM926-EJ |
| 工作模式 |
0.5mW/MHz |
< 1mW/MHz |
1mW/MHz |
0.125mW/MHz |
| 等待模式 |
0.55µA |
70µA |
4.6µA |
8mA |
| RTC 模式 |
0.55µA |
1.6µA |
1.6µA |
9µA |
| 掉电 |
< 100nA |
100nA |
100nA |
|
| 现场仪表 |
温度、低端压力和流量 |
温度、压力、流量、水位、分析 |
温度、压力、流量、水位、分析 |
水位、流量、液体分析 |
参考设计
[ + ] SAM4LC 无线恒温器参考设计
摘要：
此参考设计介绍了使用 Atmel ATSAM4LC 微控制器和 AT86RF233 2.4GHz 收发器的完整无线恒温器。用户界面由 6 个触摸按钮和 1 个定制背光段式 LCD 构成。用户可以更改一周中每一天的恒温器设置，以 6 小时为最小时间单位。与 HVAC 系统的通信通过 ZigBee 和 Atmel Lightweight Mesh 堆栈完成。
主要特点： - 温度/湿度/环境照明度感应能力
- 实现 FreeRTOS™ Tickless
- 6 个电容触摸按钮（Atmel QTouch 库）
- 遵守 ZigBee 的 RF 通信 (Atmel Lightweight Mesh)
- Atmel AT86RF233 2.4GHz RF 收发器
- 两块 AA 碱性电池即可拥有十个月寿命
| 相关文件： Atmel 器件： |
[ + ] QTouch 健壮性参考设计
摘要：
此参考设计演示了稳健的电容触摸式用户接口解决方案，其基于配有外设触摸控制器 (PTC) 的 Atmel ATSAMD20。通过此设计，用户可以轻松应用 Atmel QTouch 技术，从而在高电磁噪声的恶劣环境下提供同类产品中最出色的抗扰性和耐湿性 — 是恶劣环境的理想之选。
主要特点： - 通过了 IEC 61000-4-6 10V 传导抗扰度测试的 QTouch 安全库
- IEC/UL 60730 B 类认证 QTouch 安全库固件
- FMEA 支持
- 六个配 Philipp™ 弹簧的自电容按钮
- 四个互电容按钮
- 一个 8 信道互电容滑条
| 相关文件： Atmel 器件： |
[ + ] RFMDs RF6505/6575/6555 无线 SoC
摘要：
此参考设计演示了完整的 2.4GHz ZigBee 无线收发器解决方案，其符合 IEEE 802.15.4 和 FCC CFR47 第 15 部分的要求。Atmel 无线 SoC 参考设计系列 (RFMDs RF6505/6575/6555) 由 RFMD 和 Atmel Corporation 合作开发。RFMD 设备可以增加发射功率和敏感性。
主要特点： - 输出功率：RF6505/RF6575/RF6555，+27dBm/+22dBm/+18dBm
- 低谐波量
- 多天线集成系统
- 单差动双向 TX/RX 接口
| 相关文件： Atmel 器件： |
[ + ] ISM 频段 PCB 天线参考设计
摘要：
此参考设计用于演示紧凑且价格划算的 915MHz/2.4GHz ISM 频段 PCB 天线，能够轻松与 AT86RF212B/AT86RF233 等相应 ISM 频段收发器集成。
主要特点： - 适用于 915MHz 和 2.4GHz ISM 频段的紧凑 PCB 天线
- 与 Altium 设计和 Gerber 文件轻松集成
- 返回损失、辐射方向图、增益和效率测量结果
| 相关文件： Atmel 器件： |
[ + ] 无线电子纸显示参考设计
摘要：
此参考设计演示了以 Atmel ATmega2564RFR2（符合 IEEE 802.15.4）为基础、由纽扣电池供电的无线电子纸显示器解决方案。Pervasive Displays 公司的电子纸耗电量极低，甚至在断电后，图像依然停留在显示器上。由于高对比度和 180 度的视角，电子纸阅读非常方便。该设计可以应用于寿命较长的应用领域，例如医学显示设备、智能标签、电子货架标签、条形码/二维码等。
主要特点： - 电子纸显示器
- 基于芯片型天线的设计
- IEEE 802.15.4 无线连接
- 低功耗
- 热敏性
| 相关文件： Atmel 器件： |
了解详情 - Atmel 解决方案 应用说明、 器件以及 工具和软件。
