MCP1081S (Mysentech Capacitive Processor)는 민위안 센싱(Mysentech)이 출시한 차세대 커패시턴스 센싱 마이크로프로세서 SOC 칩으로, 10채널, 다중 모드, 광대역 커패시턴스 아날로그 프런트 엔드 센싱 회로, 마이크로프로세서, 메모리 및 다양한 I/O 인터페이스를 통합합니다. 커패시턴스 측정 주파수는 0.1~30MHz 범위에서 구성 가능하며, 출력은 16bit디지털 신호이며, 최고 분해능은 1fF입니다. 칩은 여러 작동 모드를 지원하며, 단일 종단 커패시턴스, 이중 종단 플로팅 커패시턴스 및 상호 커패시턴스를 측정할 수 있습니다. 칩 내부에는 16bit 고정밀 디지털 온도 센서가 통합되어 있어 온도 보상 및 기타 온도 복합 센싱 시나리오에 사용할 수 있습니다.
각 산업 분야의 커패시턴스 감지 임베디드 처리를 해결하기 위해 SOC 칩은 Arm® Cortex®-M0 코어 마이크로프로세서를 통합하여 다양한 감지 알고리즘의 엣지 컴퓨팅을 구현하고, 원시 측정 발진 주파수 값을 커패시턴스 값 및 액체 레벨, 수분 함량, 변위, 근접 거리 등 구체적인 물리량으로 변환합니다. 칩에는 16KB 플래시 메모리와 2KB SRAM이 내장되어 개발자가 응용 소프트웨어를 작성하고 센서 보정 및 응용 데이터를 저장할 수 있습니다. 칩에는 ADC, 고급 타이머, 범용 타이머, 16비트 기본 타이머 등의 하드웨어 리소스와 USART및 I2C 인터페이스도 통합되어 있습니다.
1. 디지털 커패시턴스 프로세서 칩 - MCP1081S의 특징:
커패시턴스 감지 프런트 엔드
– 10채널 단일 종단 커패시턴스/5채널 이중 종단 커패시턴스 측정
– 커패시턴스 측정 범위: 1pF~10nF
– 커패시턴스 감지 주파수: 100KHz~30MHz
– 커패시턴스/주파수 분해능: 16bit
– 능동 실드 지원, 인접 상호 커패시턴스 측정
코어 및 시스템
– 32-bit Arm®Cortex®-M0
– 작동 주파수 최대 48MHz
메모리
– 16KB 플래시 메모리
– 2KB SRAM
클록, 리셋 및 전원 관리
– 2.3V~5.5V 전원 공급
– 전원 켜기/끄기 리셋(POR/PDR), 프로그래밍 가능 전압 모니터(PVD)
– 내장 48MHz HSI 고속 발진기
– 내장 40KHz LSI 저속 발진기
– 최대 48MHz 외부 클록 입력 지원(HSE, OSCIN 핀을 통해)
저전력
– 슬립(Sleep) 및 딥 슬립(Deep Sleep)을 포함한 저전력 모드 지원
– 평균 전력 소비: 12uA@1Hz
5개의 타이머
– 1개의 16비트 4채널 고급 제어 타이머(TIM1)
– 1개의 16비트 4채널 범용 타이머(TIM3)
– 1개의 16비트 기본 타이머(TIM14)
– 1개의 독립 클록 하드웨어 워치독 타이머(IWDG)
– 1개의 Systick 타이머: 24비트 자동 감소 카운터
9개의 고속 I/O 포트
– 모든 I/O 포트는 외부 인터럽트에 매핑 가능
– 모든 포트는 VDD 이하의 전압 신호를 입력/출력할 수 있음
3개의 통신 인터페이스
– 1개의 USART 인터페이스
– 1개의 I2C 인터페이스
1개의 12비트 아날로그-디지털 변환기(ADC), 최대 1μs 변환 시간(1MSPS 샘플링 속도) 지원, 4개의 외부 채널과 내장 기준 전압을 수집할 수 있는 1개의 내부 채널 구성
CRC 계산 유닛
96비트 칩 고유 ID(UID)
디버그 모드 – 직렬 디버그 인터페이스(SWD) 인터페이스
작동 온도 범위 -40℃~+85℃
단일 채널 변환 시간: 0.1ms~23.5ms 구성 가능
내장 16bit 고정밀 디지털 온도 측정
2. 디지털 커패시턴스 프로세서 칩 - MCP1081S의 응용:
액체 레벨 측정
수분 함량 측정
건습도 분석
수침 감지
유전율 검출
근접 감지
터치 버튼
