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如何使用指纹认证保障基于微控制器的物联网设备安全

2019-08-06 10:10 次阅读

为了确保产品或系统的安全性,设计人员承受的压力越来越大。尤其当这些产品或系统需要连接到物联网 (IoT),更可谓“压力山大”。许多已公开的黑客事件表明密码的脆弱性,个人识别码 (PIN) 可以轻松复制,基于近场通信 (NFC) 的徽章亦可轻松窃取。设计人员既需要提高安全性,同时又要控制成本和设计时间,而使用指纹识别 (ID) 即可一举两得。

然而,指纹安全往往难以实现。使用微控制器或数字信号处理器 (DSP),结合指纹识别固件、数据处理和调节以及主机通信,从头开始设计指纹扫描系统,技术细节可能相当复杂,学习曲线也相当陡峭。

所幸,目前市面上现成的硬件和软件可以解决指纹识别系统的大部分难题。本文将阐示指纹识别的基础知识,并介绍 DFRobot 推出的 SEN0188。通过通用异步接收器/发射器 (UART) 接口,这款自足式指纹登记与验证单元可与任何主机微控制器连接。

此外,本文还将展示如何使用 SEN0188 为物联网网络设备加入指纹识别安全功能,从而让设备更能抵御黑客攻击或物理攻击。

指纹识别的基础知识

指纹是每只手的手指指腹上凹凸的纹路,指纹能增加手指的摩擦力,从而更容易发力并抓紧物件。指纹的形成部分源于 DNA 的表达,部分受随机因素影响,因而每个人的指纹纹路都是独一无二的,几乎不可能存在两个人拥有相同的指纹。即使是同卵双胞胎,指纹也有所不同。因此,对于要求高安全性的系统,指纹识别是十分可靠的检测方法。

指纹识别系统具有两种操作 - 登记与验证。指纹登记是识别并存储清晰的指纹以供日后使用。使用专用扫描仪一次或多次扫描指纹,将其数字化,然后分析数字化指纹,确保指纹有效。如果指纹有效,则将其连同 ID 号、姓名和徽章号等个人识别信息,一并存储在闪存或 EEPROM 等非易失性存储器中。如果指纹无效,则必须再次扫描手指。

指纹验证是扫描清晰的指纹,并与非易失性存储器中存储的数字化指纹进行比照以验证。然后指纹扫描系统将向主机指示扫描的指纹是否与存储器中存储的有效指纹相匹配,或者匹配是否无效。

物联网访问安全性

许多以前独立的系统现在都可通过物联网连接,其中包括一些要求中等安全性的系统,如学校和企业。但是,非法侵入水处理厂和电网等关键系统可能会造成极具破坏性的影响,因此仍需要加强安全性。对于这些系统,开发人员一直在寻求更好的方法,以最低的成本确保系统安全性,因为许多物联网设备本身的设计成本就很低廉。在这些系统中,可以轻松添加指纹识别与安全徽章。

这些物联网网络的优点在于,指纹扫描结果的通知可以通过网络传输。如果检测到未经授权的访问,就可以发出警报,或是在极端情况下,物联网网络可以定所有系统,甚至致电相关机构。

在进行用于安全识别的指纹登记时,最好有技术人员或安全专业人员在场,以确保操作正确。扫描仪和手指都必须保持干净。技术人员必须严格验证被扫描人员的身份。一旦登记成功,安全专业人员就可以添加人员姓名或员工 ID 号等其他信息。

对于许多预算紧张的设计人员而言,从头开始设计指纹扫描系统所涉及的技术细节使得实施难度过大。目前,DFRobot 推出的 SEN0188 指纹传感器(自足式指纹登记与验证单元)等现成硬件可以解决指纹识别系统的大部分难题(图 1)。

图 1:DFRobot 的 SEN0188 指纹传感器单元包含指纹登记与验证所需的所有硬件和固件,可通过 UART 接口与微控制器通信。(图片来源:DFRobot)

SEN0188 的工作电压范围为 3.8 至 7.0 V,最大电流为 130 mA。该传感器的工作温度范围宽(-20℃ 至 + 60℃),可承受的相对湿度高达 80%,适用于许多户外应用。

如图 1 所示,用户将手指按在左侧的指纹光学传感器上,只需不到一秒,即可获取指纹图像用于登记或验证。每个指纹都作为 512 字节的模板文件存储在内部闪存中。SEN0188 的内部闪存最多可存储 1000 个指纹。

SEN0188 的 UART 可通过传感器底部进行连接(图 2)。

图 2:DFRobot 的 SEN0188 指纹传感器底部配有 UART 接口。(图片来源:DFRobot)

上电后,SEN0188 的默认波特率为 57600 bps,可在 9600 bps 到 115200 bps 之间进行调整。UART 接口使用以下信号:

引脚编号 信号名称 方向 描述
1 VTOUCH - 未连接
2 SOUT - 未连接
3 VIN 输入 电源输入(3.8 至 7.0 V)
4 TD (Tx) 输出 UART 发送数据输出
5 RD (Rx) 输入 UART 接收数据输入
6 GND   信号接地

表 1:SEN0188 使用异步 UART 接口与主机通信的引脚分配。(表格来源:DFRobot)

UART 接口还可以连接个人电脑或笔记本电脑上的 DFRobot 软件,以此协助指纹系统开发,包括调试登记与验证固件。

在微控制器系统中使用 DFRobot 的 SEN0188

在自足式微控制器系统中,连接 SEN0188 的电路板需采用功能强大的微控制器,并配有可视指示器以显示指纹状态。STMicroelectronics 的 STM32F7308-DK 开发套件具有自足式指纹识别系统所需的所有功能。该套件采用功能强大的基于 Arm® Cortex®-M7 内核的 STM32F730I8K6 微控制器。该电路板上配有用于高速时钟的 25 MHz 振荡器和用于低速时钟的 32.768 kHz 振荡器,支持 64 KB 的片上程序闪存,外加 64 MB 的外部闪存和 256 KB 的系统 SRAM

对于外设支持和通信,该电路板具有多个串行接口,包括三个 I2C 和五个 SPI 接口。此外,还具有四个 UART/USART,因此能够轻松与 SEN0188 通信。以 3.6 V 供电时,STM32F730I8K6 微控制器与 DFRobot 指纹传感器的 TTL 逻辑电平接口兼容。

该开发板配有与 Arduino™ 兼容的子板(图 3)。在开发过程中该子板可能很有用,但指纹识别时用不上,可与主板断开。

图 3:STMicroelectronics 的 STM32F7308-DK 开发板具有自足式指纹识别系统所需的所有功能。左上方连接支持 Arduino 的子板,而右下方的 ESP-01 连接器支持任何 ESP8266 兼容板。(图片来源:STMicroelectronics)

该开发板还配有 240 x 240 TFT LCD 显示屏,可用于指纹验证通过或失败的可视指示。

如需连接 Wi-Fi 网络,STM32F7308-DK 开发套件配有插座,可用于连接任何行业标准的 ESP8266 Wi-Fi 板。例如,SparkFun Electronics推出的 WRL-13678 便是 ESP8266 兼容板(图 4)。

图 4:SparkFun Electronics 的 WRL-13678 是 ESP8266 兼容板,配有 ESP-01 插头连接器。该电路板可插入 STMicroelectronics 开发板,提供便捷的 Wi-Fi 接入。(图片来源:SparkFun Electronics)

该电路板插入开发板右下方的 ESP-01 连接器,如图 3 所示。WRL-13678 配备独立板载天线,使开发板可轻松连接 2.4 GHz 的 Wi-Fi 网络。

在带 Wi-Fi 网络的物联网安全系统中,任何安全访问或拒绝访问都可以传输到所有物联网节点。对于允许访问其他高度受限的区域或系统,这一点相当有用。例如,如果设施内部某个高度受限区域接收到访问请求,但是拥有许可的人均未登录,所有入口的指纹扫描仪亦没有记录,那么系统可能会将此访问尝试归为潜在的安全违规并采取适当措施。

对于这种安全级别的设施而言,要求离开设施时也进行身份验证并不罕见。这不仅能为所有出入口提供记录,还防止未经授权人员逃离,同时提醒安全专业人员。

实现指纹安全

SEN0188 传感器通过 UART 接口,使用简单的命令集与主机 STMicroelectronics 开发板进行通信。命令集共有 22 个命令,包括登记、验证和删除指纹;各种搜索命令;直接读写内部闪存;读取状态;以及设置传感器的安全性。此外,传感器还可以检索任何存储指纹的位图图像并发送至主机,而开发板的 TFT LCD 可以显示这些指纹图像。

使用 PIN 码或密码,即可在指纹识别站启用指纹登记。不过,从安全保护站等物联网网络端点向开发板发送命令来启用指纹登记,则相对更安全。另外,手机或平板电脑等移动设备可用于授权登记,也可用于验证指纹登记是否成功。

SEN0188 的指纹光学传感器区域带 LED 背光,主机使用 OpenLED 和 CloseLED 命令即可轻松开启和关闭。只有在系统允许接受指纹时才点亮指纹传感器,这在安全环境中相当有用。发生安全事件时,可以关闭背光以指示当前不接受访问,即使是授权人员也不例外。

SEN0188 默认 UART 帧使用 1 个起始位、8 个数据位和 1 个停止位。数据的最低有效位 (LSB) 先发送。上电后,SEN0188 需要 300 ms 进行初始化并运行自检,然后向主机发送 55h 的单字节,指示已准备就绪。主机也可以向传感器发送 GetEcho 命令以请求 55h 确认码。若主机未接收到该字节,则表示 SEN0188 发生故障、SEN0188 与主机之间的通信中断,或 SEN0188 未通电。

SEN0188 旨在为指纹认证提供安全环境,也能提供密码保护等诸多安全功能。4 字节的默认出厂密码为 00000000h,系统投入应用前必须更改密码。使用传感器设置密码命令 SetPwd,可将密码存储在传感器的内部闪存中。

为了提高安全性,传感器命令集不包括读取密码命令。如果传感器密码丢失,SEN0188 传感器将无法使用 - 没有硬件或软件复位可以恢复传感器或存储的指纹。

传感器的 4 字节默认地址为 FFFFFFFFh,存储在内部闪存中,使用 SetAddr 命令即可更改。

所有指纹认证和存储都在传感器内部执行,以防篡改存储的指纹或验证过程。

首次使用前,删除指纹扫描仪中存储的所有指纹是明智的安全预防措施。Empty 命令支持该功能,该命令可删除传感器内部闪存中存储的所有指纹模板。

总结

在嵌入式和物联网系统应用中,安全访问的重要性与日俱增,但同时也需要在成本、简易性和有效性之间取得适当平衡。如上所述,设计人员借助 DFRobot 的 SEN0188 指纹传感器,即可快速设计原型和开发系统,确保敏感区域的访问安全性。将该传感器与带 TFT LCD 显示屏的 STM32F7308-DK 开发套件和 SparkFun Electronics 的 WRL-13678 Wi-Fi 板连接,即可开发简单、可靠且易于使用的安全系统。

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MSP430F2619S超低功耗微控制器具有针对各种应用的不同外设集。该架构与五种低功耗模式相结合,经过优化,可在便携式测量应用中实现更长的电池寿命。该器件具有功能强大的16位RISC CPU,16位寄存器和常量发生器,可实现最高的代码效率。数字控制振荡器(DCO)允许在不到1μs的时间内从低功耗模式唤醒到工作模式。 MSP430F2619S是一款微控制器配置,带有两个内置16位定时器,速度快12位A /D转换器,比较器,双12位D /A转换器,4个通用串行通信接口(USCI)模块,DMA和最多64个I /O引脚。 典型应用包括捕获模拟信号,将其转换为数字值,然后处理数据以供显示或传输到主机系统的传感器系统。独立的RF传感器前端是另一个应用领域。 特性 1.8 V至3.6 V的低电源电压范围 超低功耗 有效模式:1 MHz时为365μA,2.2 V 待机模式(VLO):0.5μA 关闭模式(RAM保持):0.1μA < /li> 在小于1μs的待机模式下唤醒 16位RISC架构,62.5 ns指令周期时间 三通道内部DMA 具有内部参考,采样保持和自动扫描功能的12位模数(A /D)转换器 双12位数模(D) /A)具有同步功能的转换器 具有三个捕捉/比较寄存器的...
发表于 11-02 18:49 73次 阅读
MSP430F2619S-HT 高温 16 位超低功耗 MCU,具有 120KB 闪存、4KB RAM、12 位 ADC、双 DAC、2 个 USCI、HW 乘法器和 DMA

MSP430F2618-EP 增强型产品 16 位超低功耗 MCU,具有 92KB 闪存、8KB RAM、12 位 ADC、双 DAC、2 个 USCI

德州仪器(TI)MSP430系列超低功耗微控制器由多个器件组成,具有针对各种应用的不同外设集。该架构与五种低功耗模式相结合,经过优化,可在便携式测量应用中实现更长的电池寿命。该器件具有功能强大的16位RISC CPU,16位寄存器和恒定发生器,有助于实现最高的代码效率。经过校准的数字控制振荡器(DCO)允许在不到1μs的时间内从低功耗模式唤醒到工作模式。 MSP430F2618是一个带有两个内置16位定时器的微控制器配置,快速12位A /D转换器,比较器,双12位D /A转换器,4个通用串行通信接口(USCI)模块,DMA和最多64个I /O引脚。典型应用包括传感器系统,工业控制应用,手持式仪表等。 特性 低电源电压范围,1.8 V至3.6 V 超低功耗: 有源模式:1 MHz时为365μA,2.2 V 待机模式(VLO):0.5μA 关闭模式(RAM保持):0.1μA 小于1μs从待机模式唤醒 16位RISC架构,62.5 ns指令周期时间 三通道内部DMA < /li> 具有内部参考的12位模数(A /D)转换器,采样保持和自动扫描功能 双12位数字转换器 - 具有同步功能的模拟(D /A)转换器 具有三个捕捉/比较寄存器的16位Timer_A 具有七个捕捉/比较阴...
发表于 11-02 18:49 73次 阅读
MSP430F2618-EP 增强型产品 16 位超低功耗 MCU,具有 92KB 闪存、8KB RAM、12 位 ADC、双 DAC、2 个 USCI

MSP430F2013-EP 增强型产品 16 位超低功耗微处理器,2kB 闪存、128B RAM、16 位 Σ-Δ A/D

德州仪器(TI)MSP430系列超低功耗微控制器包含多种器件,它们具有面向多种应用的不同外设集。种架构与5种低功耗模式相组合,专为在便携式测量应用中延长电池的使用寿命而优化。该器件具有一个强大的16位RISC CPU,16位寄存器和有助于获得最大编码效率的常数发生器。数字控制振荡器(DCO)可在不到1μs的时间里完成从低功耗模式至运行模式的唤醒。 MSP430F2013是一个具有内置16位时钟和10个I /O针脚的超低功率混合信号微控制器。除此之外,MSP430F2013有一个使用同步协议(SPI或I2C)的内置通信组件和一个16位的三角积分(Sigma-Delta)A /D转换器。 典型应用包括传感器系统,此类系统负责捕获模拟信号,将之转换为数字值,随后对数据进行处理以进行显示或传送至主机系统。独立射频(RF)传感器前端属于另外的应用域。 特性 低电源电压范围:1.8 V至3.6 V 超低功耗 运行模式:220μA(在1MHz频率和2.2V电压条件下) 待机模式:0.5μA 关断模式(RAM保持):0.1μA 5种节能模式 可在不到1μs的时间里超快速地从待机模式唤醒 16位RISC架构,62.5ns指令周期< /li> 基本时钟模块配置: 高达16 MHz的内...
发表于 11-02 18:49 39次 阅读
MSP430F2013-EP 增强型产品 16 位超低功耗微处理器,2kB 闪存、128B RAM、16 位 Σ-Δ A/D

MSP430FR5739-EP MSP430FR5739-EP 混合信号微控制器

德州仪器(TI)573MSP430FRx系列超低功率微控制器包含多个器件,该系列器件具有嵌入式FRAM非易失性存储器,超低功率16位MSP430 CPU,以及针对多种应用的不同外设。此架构,FRAM,和外设,与7种低功率模式组合在一起,针对在便携式和无线感测应用中实现延长电池寿命进行了解优质.FAM是一款全新的非易失性存储器,此存储器将SRAM的速度,灵活性,和耐久性与闪存的稳定性和可靠性结合在一起,总体能耗更低。其外设包括:1个10位模数转换器(ADC),1个具有基准电压生成和滞后功能的16通道比较器,3个支持I 2 C,SPI或UART协议的增强型串行通道,1个内部直接存储器访问(DMA),1个硬件乘法器,1个实时时钟(RTC),5个16位定时器和数字I /O. 特性 嵌入式微控制器 时钟频率高达24MHz的16位精简指令集(RISC)架构 < li>宽电源电压范围(2V至3.6V) 工作温度范围-55°C至85°C 经优化超低功率模式 激活模式:81.4μA/MHz(典型值) 待机(具有VLO的LPM3):6.3μA(典型值) 实时时钟(具有晶振的LPM3.5):1.5μA(典型值) 关断(LPM4.5):0.32μA(典型值) 超低功率铁电...
发表于 11-02 18:49 63次 阅读
MSP430FR5739-EP MSP430FR5739-EP 混合信号微控制器

MSP430G2332-EP .混合信号微控制器

德州仪器公司MSP430系列超低功耗微控制器包含多种器件,这些器件特有面向多种应用的不同外设集。为了延长便携式应用中所用电池的寿命,对这个含5种低功耗模式的架构进行了优化。该器件具有一个强大的16位RISC CPU,16位寄存器和有助于获得最大编码效率的常数发生器。数控振荡器(DCO)允许在不到1μs的时间内从低功耗模式唤醒到工作模式。 MSP430G2332系列微控制器是超低功耗混合信号微控制器,此微控制器带有内置的 16位定时器,和高达16个I /O触感使能引脚以及使用通用串行通信接口的内置通信功能.MSP430G2332系列带有一个10位模数(A /D)转换器。配置详细信息,请见。典型应用包括低成本传感器系统,此类系统负责捕获模拟信号,将之转换为数字值,随后对数据进行处理以进行显示或送至主机系统。 特性 低电源电压范围:1.8 V至3.6 V 超低功耗 运行模式:220μA(在1 MHz频率和2.2 V电压条件下) 待机模式:0.5μA 关闭模式(RAM保持):0.1μA 5种节能模式 可在不到1μs的时间里超快速地从待机模式唤醒 16位RISC架构,62.5ns指令周期时间 基本时钟模块配置 带有四个已校准频率的高达16MHz的内部频率 内部超...
发表于 11-02 18:49 54次 阅读
MSP430G2332-EP .混合信号微控制器

MSP430F2274-EP 具有 32kB 闪存和 1K RAM 的 16 位超低功耗微控制器

德州仪器(TI)MSP430系列超低功耗微控制器由多个器件组成,具有针对各种应用的不同外设集。该架构与五种低功耗模式相结合,经过优化,可在便携式测量应用中实现更长的电池寿命。该器件具有功能强大的16位RISC CPU,16位寄存器和常量发生器,可实现最高的代码效率。数字控制振荡器(DCO)允许在不到1μs的时间内从低功耗模式唤醒到工作模式。 MSP430F2274M系列是一款超低功耗混合信号微控制器,带有两个内置16-位定时器,通用串行通信接口,带集成参考和数据传输控制器(DTC)的10位A /D转换器,MSP430F2274M器件中的两个通用运算放大器,以及32个I /O引脚。 < p>典型应用包括捕获模拟信号,将其转换为数字值,然后处理数据以供显示或传输到主机系统的传感器系统。独立的RF传感器前端是另一个应用领域。 特性 1.8 V至3.6 V的低电源电压范围 超低功耗 活动模式: 1 MHz时270μA,2.2 V 待机模式:0.7μA 关闭模式(RAM保持):0.1μA 待机模式下的超快唤醒时间小于1μs 16位RISC架构,62.5 ns指令周期时间 基本时钟模块配置 内部频率高达16 MHz,具有四个校准频率至±1% 内部超低功耗低频振荡器 32...
发表于 11-02 18:49 69次 阅读
MSP430F2274-EP 具有 32kB 闪存和 1K RAM 的 16 位超低功耗微控制器

MSP430F2132-EP MSP430F2132-EP 混合信号微控制器

MSP430F2132是一款超低功耗微控制器。这种架构与5种低功耗模式相组合,专为在便携式测量应用中延长电池使用寿命而优化。该器件具有一个强大的16位RISC CPU,16位寄存器和有助于获得最大编码效率的常数发生器。数字控制振荡器(DCO)可在不到1μs的时间里完成从低功耗模式至运行模式的唤醒。 MSP430F2132有两个内置的16位定时器,一个具有集成基准和数据传输控制器(DTC)的快速10位模数转换器,一个比较器,由通用串行通信接口实现的内置通信能力,以及多达24个输入输出(I /O)引脚。 特性 低电源电压范围:1.8V至3.6V 超低功耗 激活模式:250μA(在1MHz频率和2.2V电压条件下) 待机模式:0.7μA 关闭模式(RAM保持):0.1μA < /li> 可在不到1μs的时间里超快速地从待机模式唤醒 16位精简指令集(RISC)架构,62.5ns指令周期时间 基本时钟模块配置 高达16MHz的内部频率并具有4个精度为±1%的校准频率 内部超低功耗低频振荡器 32kHz晶振晶体振荡器不能在超过105°C的环境中运行。 高达16MHz的高频(HF)晶振 谐振器 外部数字时钟源 外部电阻器 配有3个捕获/比较寄存器的16位Timer0_A3 具有2个捕捉...
发表于 11-02 18:49 59次 阅读
MSP430F2132-EP MSP430F2132-EP 混合信号微控制器

MSP430FR5989-EP 具有 128KB FRAM、2KB SRAM、48 IO、ADC12、Scan IF 和 AES 的 16MHz ULP 微控制器

MSP430™超低功耗(ULP)FRAM平台将独特的嵌入式FRAM和整体超低功耗系统架构组合在一起,从而使得创新人员能够以较少的能源预算增加性能.FRAM技术以低很多的功耗将SRAM的速度,灵活性和耐久性与闪存的稳定性和可靠性组合在一起。 MSP430 ULP FRAM产品系列由多种采用FRAM,ULP 16位MSP430 CPU的器件和智能外设组成,可适用于各种应用.ULP架构具有七种低功耗模式,这些模式都经过优化,可在能源受限的应用中实现较长的电池寿命。 作为一款高可靠性增强型产品,此器件具有受控的基线,扩展的温度范围(-55°C至95°C)和金键合线封装,尤其适用于任务关键型应用。 特性 嵌入式微控制器 高达16 MHz时钟频率的16位精简指令集(RISC)架构 宽电源电压范围(1.8V至3.6V) 每SVS H 上电电平所需的最小上电电源电压为1.99V 经优化的超低功率模式 工作模式:大约100μA/MHz 待机(具有低功率低频内部时钟源(VLO)的LPM3):0.4μA(典型值) 实时时钟(RTC)(LPM3.5):0.35μA(典型值)(1) 关断(LPM4.5):0.02μA(典型值) 超低功耗铁电RAM(FRAM) 高达...
发表于 11-02 18:49 59次 阅读
MSP430FR5989-EP 具有 128KB FRAM、2KB SRAM、48 IO、ADC12、Scan IF 和 AES 的 16MHz ULP 微控制器

MSP430F249-EP 增强型产品 16 位超低功耗微处理器,具有 60KB 闪存、2KB RAM、12 位 ADC、2 个 USCI

德州仪器(TI)MSP430系列超低功耗微控制器由多个器件组成,具有针对各种应用的不同外设集。该架构与五种低功耗模式相结合,经过优化,可在便携式测量应用中实现更长的电池寿命。该器件具有功能强大的16位RISC CPU,16位寄存器和恒定发生器,有助于实现最高的代码效率。经过校准的数字控制振荡器(DCO)允许在不到1μs的时间内从低功耗模式唤醒到工作模式。 MSP430F249系列是带有两个内置16位定时器的微控制器配置,快速12位A /D转换器,比较器,四个通用串行通信接口(USCI)模块和多达48个I /O引脚。 典型应用包括传感器系统,工业控制应用,手工举行米等。 特性 低电源电压范围,1.8 V至3.6 V 超低功耗: 工作模式:1 MHz时270μA,2.2 V 待机模式(VLO):0.3μA 关闭模式(RAM保持):0.1μA 待机模式下的超快速唤醒(小于1μs) 16位RISC架构,62.5-ns 指令周期时间 基本时钟模块配置: 内部频率高达16 MHz 内部超低功耗低频振荡器 32 kHz晶振(-40°C)仅限105°C 内部频率高达16 MHz,四个校准频率为±1% 谐振器 外部数字时钟源< /li> 外部电阻器 12位模数(A /D)转换器带内部参...
发表于 11-02 18:49 78次 阅读
MSP430F249-EP 增强型产品 16 位超低功耗微处理器,具有 60KB 闪存、2KB RAM、12 位 ADC、2 个 USCI

MSP430G2231-EP 混合信号微控制器

MSP430G2231是一款包含几个器件的超低功耗微控制器,这几个器件特有针对多种应用的不同外设集。这种架构与5种低功耗模式相组合,专为在便携式测量应用中延长电池使用寿命而优化。该器件具有一个强大的16位RISC CPU,16位寄存器和有助于获得最大编码效率的常数发生器。数字控制振荡器(DCO)可在不到1μs的时间里完成从低功耗模式至运行模式的唤醒。 MSP430G2231有一个10位A /D转换器和使用同步协议(SPI或者I2C)实现的内置通信功能。配置详细信息,请见。 典型应用包括低成本传感器系统,此类系统负责捕获模拟信号,将之转换为数字值,随后对数据进行处理以进行显示或传送至主机系统。 特性 低电源电压范围:1.8V至3.6V 超低功耗 运行模式:220μA(在1MHz频率和2.2V电压条件下) 待机模式:0.5μA 关闭模式(RAM保持):0.1μA < /li> 5种节能模式 可在不到1μs的时间里超快速地从待机模式唤醒 16位精简指令集(RISC)架构,62.5 ns指令周期时间 基本时钟模块配置 具有一个校准频率并高达16MHz的内部频率 内部极低功率低频(LF)振荡器 li> 32kHz晶振晶体振荡器不能在超过105°C的环境中运行 外部数字...
发表于 11-02 18:49 81次 阅读
MSP430G2231-EP 混合信号微控制器

MSP430F5328-EP 混合信号微控制器,MSP430F5328-EP

为了延长便携式测量应用中的电池使用寿命,对MSP430F5328架构与扩展低功耗模式的组合进行了优化。该器件具有一个强大的这个控制振荡器(DCO)可以在3.5μs(典型值)内从低功率模式唤醒至激活模式。 MSP430F5328是一款微控制器配置,此配置有一个集成3.3V LDO,4个16位定时器,一个高性能12位模数转换器(ADC),2个通用串行通信接口( USCI),硬件乘法器,DMA,带有警报功能的实时时钟模块,和47个I /O引脚。 典型应用包括模数传感器系统,数据记录器和多种通用应用。 特性 低电源电压范围: 3.6V到低至1.8V 超低功耗 激活模式(AM):所有系统时钟激活 8MHz,3V,闪存程序执行时为290μA/MHz(典型值) 8MHz,3V,RAM程序执行时为150μA/MHz (典型值) 待机模式(LPM3):带有晶振的实时时钟,看门狗和电源监控器可用,完全RAM保持,快速唤醒: 2.2V时为1.9μA,3V时为2.1μA(典型值)低功耗振荡器(VLO),通用计数器,看门狗和电源监控器可用,完全RAM保持,快速唤醒: 3V时为1.4 μA(典型值) 关闭模式(LPM4):完全RAM保持,电源监视器可用,快速唤醒: 3V时为1.1μA(...
发表于 11-02 18:49 65次 阅读
MSP430F5328-EP 混合信号微控制器,MSP430F5328-EP

MSP430F5438A-EP 混合信号微控制器,MSP430F5438A-EP

MSP430F5438A-EP是一款超低功耗微控制器。此架构,与多种低功耗模式配合使用,是在便携式测量应用中实现延长电池寿命的最优选择。该器件具有一个强大的16位RISC CPU,16位寄存器,以及常数发生器,以便于获得最大编码效率。此数控振荡器(DCO)可在 3.5 μs(典型值)内实现从低功率模式唤醒至激活模式。 MSP430F5438A-EP是一个微控制器配置,此配置具有三个16位定时器,一个高性能12位模数(A /D)转换器,多达四个通用串行通信接口(USCI),硬件乘法器,DMA,具有报警功能的实时时钟模块以及多达87个I /O引脚。 < p>这个器件的典型应用包括模拟和数字传感器系统,数字电机控制,遥控,恒温器,数字定时器,手持仪表。 特性 低电源电压范围: 3.6V到低至1.8V 超低功耗 激活模式(AM):所有系统时钟激活 8MHz,3.0V,闪存程序执行时为230μA/MHz(典型值) 8MHz,3.0V,RAM程序执行时为110μA /MHz(典型值) 待机模式(LPM3):带有晶振的实时时钟,看门狗且电源监控器可用,完全RAM保持,快速唤醒: 2.2V时为1.7μA,3.0V时为2.1μA(典型值)低功耗振荡器(VLO),通用计数器,看...
发表于 11-02 18:49 55次 阅读
MSP430F5438A-EP 混合信号微控制器,MSP430F5438A-EP

MSP430FR5969-SP 耐辐射混合信号微控制器

MSP430™超低功耗(ULP)FRAM平台将独特的嵌入式FRAM和整体超低功耗系统架构组合在一起,从而使得创新人员能够以较少的能源预算增加性能.FRAM技术以低很多的功耗将SRAM的速度,灵活性和耐久性与闪存的稳定性和可靠性组合在一起。 MSP430FR5969- SP的超低功耗架构可提供七种低功耗模式,这七种模式均经过优化,能够在低功耗的情况下对系统进行分布式遥测和维护。 MSP430FR5969- SP的集成式混合信号特性使其非常适合用于下一代航天器的分布式遥测应用。对单粒子闩锁的强大抗干扰性和电离辐射总剂量使得该器件得以应用于多种空间和辐射环境中。 特性 抗辐射加固 扩展工作温度(-55°C至105°C)(1)< /sup> 单粒子闩锁(SEL)在125°C下的抗扰度可达72 MeV.cm 2 /mg 辐射批次验收测试结果为50krad 48引脚VQFN塑料封装 单受控基线 延长了产品变更通知周期 产品可追溯性 延长了产品生命周期 嵌入式微控制器 时钟频率高达16MHz的16位精简指令集计算机(RISC)架构 宽电源电压范围(1.8V至3.6V)(2) 优化的超低功率模式 工作模式:大约100μA/MHz 待机(具有低功率低频内部时钟源(VL...
发表于 11-02 18:48 108次 阅读
MSP430FR5969-SP 耐辐射混合信号微控制器

MSP430F6459-HIREL MSP430F6459-Hirel

TI的MSP430系列超低功耗微控制器种类繁多,各成员器件配备不同的外设集以满足各类应用的需求。架构与五种低功耗模式配合使用,是延长便携式测量应用电池寿命的最优选择。该器件具有一个强大的16位精简指令集(RISC)中央处理器(CPU),使用16位寄存器以及常数发生器,以便获得最高编码效率。该数控振荡器(DCO)可在3μs(典型值)内从低功率模式唤醒至激活模式。 MSP430F6459-HIREL微控制器配有一个集成式3.3V LDO,四个16位定时器,一个高性能12位ADC,三个USCI,一个硬件乘法器,DMA,具有报警功能的RTC模块,一个比较器和多达74个I /O引脚。 这些器件的典型应用包括模拟和数字传感器系统,数字电机控制,遥控,恒温器,数字定时器以及手持仪表。 特性 低电源电压范围: 1.8V到3.6V 超低功耗 工作模式(AM):所有系统时钟均工作:在8MHz,3V且闪存程序执行时为295μA/MHz(典型值) 待机模式(LPM3):< br>看门狗(采用晶振)和电源监控器工作,完全RAM保持,快速唤醒: 2.2V时为2μA,3V时为2.2μA(典型值) 关断,实时时钟(RTC)模式(LPM 3.5):关断模式,RTC(采用晶...
发表于 11-02 18:48 48次 阅读
MSP430F6459-HIREL MSP430F6459-Hirel

MSP430G2230-EP MSP430G2230-EP 混合信号微控制器

MSP430G2230是一款超低功耗微控制器。这种架构与5种低功耗模式相组合,专为在便携式测量应用中延长电池使用寿命而优化。该器件具有一个强大的16位RISC CPU,16位寄存器和有助于获得最大编码效率的常数发生器。数字控制振荡器(DCO)可在不到1μs的时间里完成MSP430G2230是一款超低功率混合信号微控制器,此微控制器装有一个内置的16位定时器和4个I /O引脚。除此之外,MSP430G2230还有使用同步协议(SPI或者I2C)的内置通信功能和一个10位A /D转换器。 特性 低电源电压范围:1.8V至3.6V 超低功耗 激活模式:220μA(在1MHz频率和2.2V电压条件下) 待机模式:0.5μA 关闭模式(RAM保持):0.1μA < /li> 5种节能模式 可在不到1μs的时间里超快速地从待机模式唤醒 16位精简指令集(RISC)架构,62.5 ns指令周期时间 基本时钟模块配置: 高达16MHz的内部频率并具有4个精度为±1%的校准频率 内部超低功耗低频振荡器 32kHz晶振晶体振荡器不能在超过105°C的环境中运行 外部数字时钟源 < li>具有2个捕捉/比较寄存器的16位Timer_A 带内部基准,采样与保持以及自动扫描功能的10位200ksps模数(A /D)转...
发表于 11-02 18:48 41次 阅读
MSP430G2230-EP MSP430G2230-EP 混合信号微控制器

MSP430G2302-EP .混合信号微控制器

德州仪器(TI)的MSP430系列超低功率微控制器包含几个器件,这些器件特有针对多种应用的不同的外设集这种架构与5种低功耗模式相组合,专为在便携式测量应用中延长电池的使用寿命而进行了优化。该器件具有一个强大的16位RISC CPU,16位寄存器和有助于大大提高编码效率的常数发生器。数控振荡器可在少于1μs内将器件从低功耗模式唤醒至激活模式。 MSP430G2302系列微控制器是超低功耗的混合信号微控制器,此微控制器带有内置的16位定时器,和多达16个I /O触感使能引脚以及使用通用串行通信接口实现的内置通信功能。配置详细信息,请参见。典型应用包括低成本传感器系统,此类系统负责捕获模拟信号,将之转换为数字值,随后对数据进行处理以进行显示或传送至主机系统。 特性 低电源电压范围:1.8V至3.6V 超低功耗 激活模式:220μA(在1MHz频率和2.2V电压条件下) 待机模式:0.5μA 关闭模式(RAM保持):0.1μA < /li> 5种节能模式 可在不到1μs的时间里超快速地从待机模式唤醒 16位精简指令集(RISC)架构,62.5当前超低功耗低频(LF)振荡器 32kHz晶振 外部数字时钟源 一个具有3个捕获/比较寄存器的16位Timer_A ...
发表于 11-02 18:48 69次 阅读
MSP430G2302-EP .混合信号微控制器

TMS570LS3137-EP 16/32 位 RISC 闪存微控制器,TMS5703137-EP

TMS570LS3137-EP 器件是一款用于安全系统的高性能 系列微控制器。 此安全架构包括:以锁步模式运行的双核 CPUCPU 和内存内置自检 (BIST) 逻辑闪存和数据 SRAM 上的 ECC外设存储器的奇偶校验 外设 I/O 上的回路功能 TMS570LS3137-EP 器件集成了 ARM Cortex-R4F 浮点 CPU,此 CPU 可提供一个高效的 1.66 DMIPS/MHz,并且 具有能够以高达 180 MHz 运行的配置,从而提供高达 298 DMIPS。 此器件支持字不变大端序 [BE32] 格式。 TMS570LS3137-EP 器件具有 3MB 的集成闪存以及 256KB 的数据 RAM,这些闪存和 RAM 支持单位错误校正和双位错误检测。 这个器件上的闪存存储器是一个由 64 位宽数据总线接口实现的非易失性、电可擦除并且可编程的存储器。 为了实现所有读取、编程和擦除操作,此闪存运行在一个 3.3V 电源输入上(与 I/O 电源一样的电平)。 当处于管线模式中时,闪存可在高达 180MHz 的系统时钟频率下运行。 在字节、半字、字和双字模式中,SRAM 支持单循环读取和写入访问。 TMS570LS3137-EP 器件特有针对基于实时控制应用的外设,其中包括 2 个下一代高端定时器 ...
发表于 11-02 18:48 219次 阅读
TMS570LS3137-EP 16/32 位 RISC 闪存微控制器,TMS5703137-EP

TMP411 ±1°C Programmable Remote/Local Digital Out Temperature Sensor

TMP411设备是一个带有内置本地温度传感器的远程温度传感器监视器。远程温度传感器,二极管连接的晶体管通常是低成本,NPN或PNP型晶体管或二极管,是微控制器,微处理器或FPGA的组成部分。 远程精度为±1 °C适用于多个设备制造商,无需校准。双线串行接口接受SMBus写字节,读字节,发送字节和接收字节命令,以设置报警阈值和读取温度数据。 TMP411器件中包含的功能包括:串联电阻取消,可编程非理想因子,可编程分辨率,可编程阈值限制,用户定义的偏移寄存器,用于最大精度,最小和最大温度监视器,宽远程温度测量范围(高达150°C),二极管故障检测和温度警报功能。 TMP411器件采用VSSOP-8和SOIC-8封装。 特性 ±1°C远程二极管传感器 ±1°C本地温度传感器 可编程非理想因素 串联电阻取消 警报功能 系统校准的偏移寄存器 与ADT7461和ADM1032兼容的引脚和寄存器 可编程分辨率:9至12位 可编程阈值限...
发表于 09-19 16:35 71次 阅读
TMP411 ±1°C Programmable Remote/Local Digital Out Temperature Sensor

TMP461 具有可编程地址的 1.8V 高精度远程温度传感器

这个远程温度传感器通常采用低成本分立式NPN或PNP晶体管,或者基板热晶体管或二极管,这些器件都是微处理器,微控制器或现场可编程门阵列(FPGA)的组成部件。本地和远程传感器均用12位数字编码表示温度,分辨率为0.0625°C。此两线制串口接受SMBus通信协议,以及多达9个不同的引脚可编程地址。 该器件将诸如串联电阻抵消,可编程非理想性因子(η因子),可编程偏移,可编程温度限制和可编程数字滤波器等高级特性完美结合,提供了一套准确度和抗扰度更高且稳健耐用的温度监控解决方案。 TMP461非常适合各类通信,计算,仪器仪表和工业应用中的多位置,高精度温度测量。该器件的额定电源电压范围为1.7V至3.6 V,额定工作温度范围为-40°C至125°C。 特性 远程二极管温度传感器精度:±0.75°C 本地温度传感器精度:±1°C 本地和远程通道的分辨率:0.0625°C 电源和逻辑电压范围:1.7V至3.6V 35μA工作电流(1SPS), 3μA关断电流 串联电阻抵消 ...
发表于 09-18 16:59 42次 阅读
TMP461 具有可编程地址的 1.8V 高精度远程温度传感器

PGA400-EP 增强型产品,具有微控制器的可编程传感器信号调节器

PGA400-EP是一个针对压阻,应变仪和电容感测元件的接口器件。此器件组装有直接连接至传感元件的模拟前端并带有电压稳压器和振荡器。此器件还包括三角积分模数转换器,8051 WARP内核微处理器和OTP内存。传感器补偿算法可由软件执行.PGA400-EP还包括2个DAC输出。 特性 模拟特性 针对阻性桥式传感器的模拟前端 针对< br>电容传​​感器的自振荡解调器 片上温度传感器 可编程增益 用于信号信道的16位,1MHz三角积分模数转换器 用于温度信道的10位,三角积分模数转换器 两个12位数模转换器(DAC)输出 数字特性 微控制器内核10MHz 8051 WARP核心每个指令周期2个时钟片载振荡器 内存8KB一次性可编程(OTP)内存89字节EEPROM 256字节数据SRAM 外设特性 串行外设接口(SPI™)< /li> 内置集成电路(I 2 C™) 一线制接口 两个输入捕捉端口 两个输出比较端口 软件安全装置定时器 振荡器安全装置 电源管理控制 模拟低压检测< /li> 一般特性 电源:4.5V至5.5V可操作,-5.5V至16V绝对最大值 塑料超薄四方扁平无引线(PVQFN)-36封装 支持工业感测应用 受控基线 一个组装和测试场所 一个制造场...
发表于 08-17 16:40 113次 阅读
PGA400-EP 增强型产品,具有微控制器的可编程传感器信号调节器