基于GD32L235系列MCU的土壤湿度检测带磁力翻转式显示方案

本文介绍基于兆易创新的GD32L235系列低功耗MCU设计的土壤湿度检测带磁力翻转式显示方案，该方案产品主要适用于智慧种植、环境监测等场景。

∎功能要求 ∎

• 2节5号AA干电池串联供电(3V),使用1年时间

• 待机功耗<0.6uA

• 定时检测土壤湿度传感器的参数

• 根据参数,驱动磁力翻转显示装置的翻转片的不同颜色指示

∎GD32L235系列MCU主要规格∎

• Arm Cortex-M23内核 @64MHz

• Flash：16KB~128KB

• SRAM：12KB~24KB

• 2个16位低功耗定时器、6个通用16位定时器、1个高级定时器和2个基本定时器

• 2个低功耗LPUART、2个USART、2个UART、3个I2C、2个SPI等通用外设接口

• 1个CAN2.0控制器和1个USB 2.0 FS控制器等标准通信接口

• 1个12位ADC，支持差分输入和单端输入两种模式，提高ADC模块的精度和性能

• 1个12位DAC和2个CMP比较器

• 工业级工作温度范围：-40℃~105℃

支持包括深度睡眠(Deep-sleep)、部分睡眠（Sleep）和待机(Standby)等六种低功耗模式。在深度睡眠(Deep-sleep)模式下，电流降至1.8μA，唤醒时间低于2μS；待机(Standby)模式电流更是低至0.26μA。即使在最高主频全速工作模式下，其功耗也仅为66μA/MHz，实现了效能和功耗间的卓越平衡。

∎系统架构图∎

∎工作原理∎

2节5号AA干电池(电压3.0V)给MCU GD32L235KBT6供电，MCU控制电源开关给外设供电(VCC)。

通过检测电路，每1分钟读取检测一次土壤湿度传感器的数据，根据数据处理，控制驱动电路，控制磁力翻转屏的显示。

主控MCU GD32L235KBT6 开启低功耗Standby带RTC定时模式，定时60秒唤醒一次，控制湿度传感检测电路，检测湿度值，控制磁点阵线圈驱动电路驱动磁力翻转屏显示。

磁力翻转屏是利用磁性材料的翻转来实现显示内容的切换，每个像素单元是一个可以灵活翻转的磁片，一面为固定的一种颜色， 另一面为黑色。通过对每个磁片下方线圈的开关供电控制，以产生的不同磁场，来驱动磁片的正反翻转。

∎电路原理图∎

主控电路图：

驱动电路图：

电路板如下图所示：