Z8FS040 ZMOTION微控制器的硬件描述和软件实现

此运动传感和 LED 控制参考设计由 Zilog Z8FS040 ZMOTION MCU 和 IXYS LDS8710 高效 LED 驱动器组成。LED 亮度由来自 Z8FS040 MCU 的 PWM 输出控制，输入来自电位计、环境光传感器 （ALS） 或通过 UART 接口的控制台（在本文档中统称为控制开关）。为这三个控制开关选项中的每一个都提供了单独的项目文件。

运动感应和 LED 控制板

此运动传感和 LED 控制参考设计具有以下特点：

• 集成无源红外 （PIR） 运动传感和 LED 控制结合在单个 8 引脚 Zilog MCU 中
• 用于运动感应和 LED 控制的独立式单板解决方案
• 运动检测适应各种镜头，头文件变化简单
• 两节 AA 电池或工作电压在 2.7 V 至 3.6 V 范围内的外部电源的可选电源
• 能够根据运动打开和关闭高强度 LED
• 从三个来源控制 LED 亮度：

1. 控制台命令 - 环境光
2. 电位器（控制源取决于软件构建）

• 提供手持尺寸，大约 2” x 3”

Z8FS040 ZMOTION MCU

Z8FS040 ZMOTION MCU 是 Zilog 的 ZMOTION 检测和控制系列的一部分，它为基于被动红外 （PIR） 技术的运动检测应用提供集成和灵活的解决方案。该系列包括具有集成运动检测算法的 Z8FS040 微控制器，以及一系列镜头和热释电传感器，以满足广泛的应用需求。为每个镜头提供了优化的配置参数，以确保最佳性能，同时显着降低开发风险并最大程度地缩短上市时间。与传统设计相比，Zilog 的 PIR 运动检测技术在灵敏度和稳定性方面都有显着改进，并且可扩展到许多细分市场，包括照明控制、HVAC、访问控制、自动售货机、显示、接近度、电源管理、

LDS8710 高效 LED 驱动器

IXYS LDS8710 高效 LED 驱动器是一种固定频率电流模式升压转换器，具有内部同步整流器和逐周期开关电流限制，专为驱动多达 10 个白光 LED 串而设计。这些 LED 的串联连接可提供恒定电流和均匀亮度，无需镇流电阻器和工厂校准。

硬件架构

ZMOTION Z8FS040 MCU 充当此参考设计的主控制器。图 2 中的框图显示了此参考设计的基本架构，使用三个控制源之一——环境光传感器、UART 接口或电位计——通过脉宽调制器 （PWM） 控制 LDS8710 驱动器。LDS8710 驱动器使用 PWM 的占空比来控制 LED 串的电流（以及亮度）。Z8FS040 MCU 还直接连接到热释电传感器以实现其运动检测功能。

运动感应和 LED 控制框图

Z8FS040 ZMOTION MCU电路说明

图 3 显示了 ZMOTION MCU 的调试和热释电传感器接口。热释电传感器的接口通过专用输入 ANA2（引脚 5）；只需要一个 47 kΩ 的漏极电阻。RST 和 DBG（分别为 2 和 4 脚）用于调试接口，可以选择用于其他功能；这些信号中的每一个都需要 10 kΩ 上拉电阻。引脚 3、6 和 7 可自由用于其他应用需求；这些引脚用于本参考设计中的控制开关。

ZMOTION Z8FS040（8 针）MCU 所需的电路连接

IXYS LED驱动电路

图 4 显示了使用 LDS8710 驱动器的 LED 驱动器电路。

图 4 LDS8710 LED 驱动器应用电路

软件实施

此参考设计的软件基于ZMOTION_SerialZMOTION 检测和控制开发套件 （ZMOTIONL100ZCOG） 附带的示例应用项目。本文档引用了三个独立的项目，用于演示本参考设计中呈现的三种 LED 亮度控制；即控制台命令、电位器设置和环境光传感器。

运动灵敏度和降噪

包含高频开关元件的系统会产生过多的噪声，从而破坏低压模拟传感功能。在此参考设计中，当 LED 开启或关闭时，LDS8710 驱动器产生的电流消耗变化可能会影响 ZMOTION MCU 执行的低信号级运动感应功能。电源波动或来自热释电传感器的信号可能导致 ZMOTION MCU 错误地将其解释为运动（即错误触发）。

为帮助避免这些错误触发，Z8FS040 API 中包含多个配置寄存器，可根据应用程序需要动态修改这些寄存器。这些寄存器控制灵敏度以及 ZMOTION PIR 引擎如何对热释电传感器信号进行采样。此外，当已知存在瞬态或噪声条件时，可以编写应用程序代码以在短时间内简单地忽略运动检测。例如，当 LED 开启或关闭时（响应于检测到或未检测到 30 秒的运动），电源电压会产生显着的扰动。为确保不会创建错误触发器，应用程序只需在启用/禁用 LED 后停止寻找运动 1 秒。此决定对用户体验几乎没有影响，但有助于避免错误触发。

编辑：ymf