【开箱视频】Microchip SAM D21开发板评测

Hello大家好！欢迎观看新一期贸泽电子开箱测评。今天为大家带来一款由贸泽电子提供的Microchip SAM D21开发板。

近年来物联网领域的飞速发展，带动了计量表、穿戴设备、医疗电子、智能家居、远程测控等诸多应用的发展，这些领域都有个共同的特点——对功耗要求极其严格。例如，智能水表在使用电池供电的情况下，要能连续使用3年以上。因此功耗成为了这些应用的关键成功要素。

而低功耗MCU作为微控制器领域的一个细分市场，主要面向电池供电、能量采集、便携设备等需要低功耗工作的电子产品，通常这些产品在生产时都会使用一些特殊的方法来降低控制器的功耗和漏电流。

我们今天要介绍的开发板——Microchip SAM D21就是这样一款有着极低功耗的MCU产品。

1开发板介绍

图1：开发板结构框图

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开发板主要特征

• ATSAMD21J18A MCU

• 用户LED x 1

• 用户按键 x 1

• 板载调试器

• USB调试供电接口

• USB接口

• Xplained Pro外部扩展接口

• 8M串行FLASH

该开发板使用的芯片为ATSAMD21J18A，其内部框图如下：

图2

其芯片特性

• CPU Cortex-M0+ Up to 48MHz

• 具有256KBytes Flash

• 具有32 KBytes SRAM

• 低功耗模式小于70uA/MHz

• DMA和事件系统

• 6个灵活的串口SERCOM（可配置为I²C，SPI，全速USB设备和嵌入式主机UART）

• 全速USB设备和嵌入式主机

• 20通道12位ADC

• 10位DAC

• 16位定时计数器 x 5

• 操作电压：1.62 - 3.63V

• 工作温度：-40℃ - 85℃

基于48MHz的Cortex-M0+核心，性能可以达到2.46CoreMark/MHz，同时拥有极低的功耗。

该芯片支持两种休眠模式，IDLE和STANDBY，其中IDLE模式又分为三个等级：L0、L1、L2。

低功耗的配置表如下：

图3

事件系统：

它是允许外设之间进行自主、低延时且可配置通信的方式。

事件系统有两个角色，一个叫事件生产者，一个叫事件消费者（用户）。

每个外设均可配置为用户或生产者。当用户收到生产者产生的事件后，可以马上做出相应的动作，通过事件系统，将两个不同的外设直接建立连接，由于该动作不需要MCU的参与，大大降低了系统消耗及响应时间。

我们以定时器触发ADC采样事件来对比使用和不使用事件系统的流程。

不使用事件系统时：

配置定时器，配置ADC定时器溢出，产生中断MCU在中断中调用ADC执行采样。

使用事件系统时：

配置定时器、ADC、事件系统定时器溢出，该事件直接通知到ADC执行采样。

这样就省去了MCU响应中断的时间，当系统需要执行高频率的采样任务时，事件系统就会带来非常大的优势。后边的演示环节，我们将详细演示该系统的使用。

它包括：

• 12个可配置事件通道：可连接到任何的事件生产者

• 74个事件生产者

• 29个事件用户

• 可配置边沿检测

• 外设可以为事件生产者

• 用户，或同时为生产者及用户

• 支持睡眠模式下工作

• 可支持软件中断

事件系统的框图如下：

图4

2开发板体验

以Windows电脑为例，其它系统可参考官方教程页

该开发板的体验环节，我们分三个部分进行。一是开发环境的搭建，二是开发环境常用功能介绍，三是基于两个例程来介绍SAM D21的亮点功能。

图5

1、开发环境搭建

Sam D21芯片由ATMEL公司生产，但自16年ATMEL被Microchip并购之后，其开发环境逐渐由ATMEL Studio改为了Microchip Studio，后者集成了前者所有的功能，切换IDE也毫无压力。 该工具下载连接为：https://www.microchip.com/en-us/tools-resources/develop/microchip-studio安装时一路NEXT即可安装完成。

图5

2、常用开发功能介绍

图6a）打开首页
b）插入开发板，开发板会被自动识别，相关信息会显示在首页。
c）数据手册、例程链接也会一同显示。
d）常用按键3、下载LED灯程序体验

图7

a）在首页选择Nes ASF Example Project

b）菜单中选择开发板SAM D21 Xplained Pro，选择LED Toggle例程，点击确认。

c）点击Debug小三角，即可执行编译下载的动作，这时候可以看到LED已经在闪烁了。4、尝试EVENT SYSTEM例程

图8

这里使用官方提供的例程作为演示：
a）该例程实现如下功能，将外部引脚中断配置事件系统的生产者，当触发该事件后，直接通知事件系统的用户：ADC的0通道，使其进行采样，将通过UART口，将数据打印的终端中。

b）流程如下：配置外部中断，配置ADC，配置事件系统，配置UART打印。下边我们一步步来实现该工程。

• 打开Microchip Studio点击文件、新建、新建Start工程。

• 选择EVENT SYSTEM例程

• 点击确认后，选择SAM D21开发板。

• 接下来就进入到了IDE的图形配置界面，该界面也是Microchip Studio的一大亮点。

  左侧有四个标签，分别为仪表盘：以概览的方式介绍整个系统软件和外设间的连接关系、引脚配置，以图形方式设置每个引用的功能、时钟配置可以配置输入和输出的时钟频率、EVENTS配置。我们重点看一下EVENTS标签。

• 按照前边的定义，事件系统由生产者、用户两个部分构成。
  左侧用来选择生产者，在这个项目中，我们选择的是EIC（外部中断），由于SW0按键使用了ECI15，所以这里的生产者选择为EIC 15，用户选择ADC。事件系统的通道选择0通道。

• 配置完成后，点击“GENERATE PROJECT”按键，生成工程。

• 点击运行后下载的开发板中，连接串口，按下SW0后查看串口打印。

• 测试应用功耗：可以看到工作时，功耗仅为8ua。

3开发板点评

图9

这款开发板适用于各类低功耗MCU场景：如表计，可穿戴设备等。

4开发板总结

各大MCU厂商都在尽力简化MCU的基础开发工作，像I/O引脚配置，DMAC配置等等，好让开发工程师把节省出来的时间专注于项目的应用开发上。

Microchip Studio的图形配置界面就很好地做到了这一点，通过图形的方式直观地去配置每一个片上外设的功能，相比所有代码都需要手动输入的开发环境来说，极大缩短了开发周期。

如果你对这款开发板感兴趣，
可以点此到贸泽电子官网购买。

图10

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