NuMicro MG51 系列為工業(yè)應(yīng)用帶來了增強(qiáng)的 I/O 靈活性、模擬精度和 EMI 保護(hù)。

新唐科技 (Nuvoton Technology) 近期發(fā)布了 NuMicro MG51 系列，這是一款基于高性能 1T-8051 內(nèi)核的全新工業(yè)級(jí) 8 位微控制器 (MCU)。

該系列支持高達(dá) 12 通道的 PWM 輸出，非常適合工業(yè)自動(dòng)化和小型電機(jī)應(yīng)用。圖片由新唐科技提供。

MG51 系列專為家用電器、LED 照明、電機(jī)控制和工業(yè)自動(dòng)化等應(yīng)用而設(shè)計(jì)，具有寬工作范圍、強(qiáng)大的電磁抗擾度以及豐富的外設(shè)功能，可在電氣噪聲環(huán)境中支持實(shí)時(shí)控制和通信任務(wù)。

MCU 架構(gòu)和外設(shè)功能

MG51 系列內(nèi)核是1T-8051 架構(gòu)，指令執(zhí)行頻率高達(dá) 24 MHz。該器件采用緊湊型 20 引腳封裝（TSSOP 和 QFN），提供高達(dá) 32 KB 的閃存、1 KB 的輔助 RAM (XRAM)、256 字節(jié)的片上 RAM 以及 4 KB 的加載程序存儲(chǔ)器 (LDROM)，可通過在系統(tǒng)編程 (ISP) 進(jìn)行引導(dǎo)加載。96 位唯一 ID、128 位客戶 ID 和 128 字節(jié)的軟件保護(hù) ROM 增強(qiáng)了內(nèi)存安全性。

MG51 集成了豐富的外設(shè)，適用于以控制為中心的應(yīng)用，包括四個(gè) 16 位定時(shí)器，其中定時(shí)器 2 支持三通道輸入捕獲，定時(shí)器 3 可配置用于波特率生成。在通信方面，該 MCU 支持最多兩個(gè)具有自動(dòng)地址識(shí)別和幀錯(cuò)誤檢測(cè)功能的 UART、一個(gè)支持主/從模式和 400 kbps 運(yùn)行速率的 I2C 接口以及一個(gè)可配置為主從模式的 SPI 接口。

NuMicro MG51 框圖。

為了支持實(shí)時(shí)感測(cè)和驅(qū)動(dòng)，MG51 系列包含一個(gè) 12 位 SAR ADC，該 ADC 最多可支持 8 個(gè)外部輸入通道和一個(gè)內(nèi)部帶隙參考通道，轉(zhuǎn)換速率可達(dá) 500 kSPS。模擬子系統(tǒng)支持 PWM 觸發(fā)采樣，以實(shí)現(xiàn)緊密的控制環(huán)路。該 MCU 還提供 6 個(gè) PWM 通道，分辨率高達(dá) 24 MHz，支持互補(bǔ)輸出、死區(qū)插入以及每個(gè)引腳的三態(tài)控制。

在數(shù)字 I/O 方面，MG51 提供 18 個(gè)通用 I/O 引腳，支持施密特觸發(fā)器輸入、四種可配置模式（準(zhǔn)雙向、推挽、開漏和高阻輸入）以及所有引腳上的邊沿/電平觸發(fā)中斷。新唐科技 報(bào)告稱其具有卓越的 EMI 性能，達(dá)到 ±7 kV HBM ESD、±4.4 kV EFT 抗擾度和 ±200 mA 閂鎖耐受度。

嵌入式系統(tǒng)中的 ESD 和 EFT 抗擾度

靜電放電 (ESD) 和電快速瞬變 (EFT) 是兩種常見的電磁干擾形式，可能會(huì)損害或損壞敏感電子設(shè)備。ESD 是由兩個(gè)不同電位的物體之間靜電的突然流動(dòng)引起的，通常由人體接觸或帶電表面觸發(fā)。它可以在幾分之一秒內(nèi)向電路注入數(shù)千伏電壓。而 EFT 是由開關(guān)電感負(fù)載（例如繼電器、電機(jī)或電源）引起的快速瞬變引起的，通常表現(xiàn)為高頻脈沖的突發(fā)。

在工業(yè)和家電應(yīng)用中基于微控制器的系統(tǒng)中，未緩解的 ESD 和 EFT 事件可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)行為異?；蛴谰眯該p壞。為了保證操作完整性，開發(fā)人員需要電路級(jí)和架構(gòu)級(jí)的緩解技術(shù)。這些技術(shù)包括在 I/O 線路上放置瞬態(tài)電壓抑制 (TVS) 二極管、使用合適的 PCB 接地和屏蔽、在敏感走線之間留出足夠的間距以及隔離電源域。

RS-485 收發(fā)器板上的 ESD 和 EFT 保護(hù)。

片上抗干擾策略通常包括 ESD 鉗位電路、穩(wěn)健的 I/O 驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)以及精心設(shè)計(jì)的基板布局。法規(guī)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（例如針對(duì) ESD 的 IEC 61000-4-2 和針對(duì) EFT 的 IEC 61000-4-4）提供了用于評(píng)估器件彈性的測(cè)試方法和閾值水平。因此，對(duì)于計(jì)劃在電氣噪聲常見的商業(yè)和工業(yè)環(huán)境中部署產(chǎn)品的制造商來說，遵守這些標(biāo)準(zhǔn)至關(guān)重要。

設(shè)計(jì)人員還必須意識(shí)到反復(fù)瞬態(tài)暴露的累積效應(yīng)，這可能會(huì)隨著時(shí)間的推移降低設(shè)備的可靠性。因此，集成耐噪組件并在最壞情況下驗(yàn)證設(shè)計(jì)是開發(fā)高彈性嵌入式系統(tǒng)的必要步驟。

專注于嵌入式控制的性能

新唐的 MG51 系列兼具經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)健性，是入門級(jí)和中等復(fù)雜度嵌入式應(yīng)用的理想解決方案。目前，新唐科技的 NuMaker 評(píng)估板可提供開發(fā)支持，其工具鏈全面兼容 Keil、IAR 和 NuEclipse SDCC。樣品和量產(chǎn)產(chǎn)品現(xiàn)已通過新唐科技的分銷合作伙伴提供。