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CBC-EVAL-10

的EnerChip CC能量收集评估套件

系统功能和概述

CBC - EVAL - 10是一个演示套件，它提供

设计师的平台，方便地开发能源

使用的EnerChip收获（ EH ）解决方案

CBC3150

配置中的能量来操作

收获模式。该套件结合了小型太阳能

面板中，电源管理电路，能量存储，

调节的输出电压和输入/输出引脚

连接市售的微控制器

（MCU）和无线电板。采用16引脚CBC51100模块

被包含，提供在EH功能，电池

管理和100μAh固态可充电

储能。 CBC- EVAL- 10是一种实用的，低

成本实现了EH-基于电力系统的

能提供长期的服务，而不需要

电池的保养。

CBC- EVAL- 10具有以下要素：

能量收集电路相匹配的

光伏电池的阻抗，以确保

最大的功率传输至系统负载和导通

板的能量存储装置

固态能量存储与成千上万的

可用的充电 - 放电循环

集成的电池管理控制

电池的充电和放电终止，从而确保

板载存储单元的最长使用寿命

提供额外的能量储存（主

或可充电电池）与切换

控制电路，以满足应用的要求

稳压输出电压可由用户配置

电压设置

输入/输出接头连接器，用于连接到系统

组分，例如无线电和微控制器

控制充电电压和放电终止

电路最大化的使用寿命

在CBC3150内的EnerChip固态电池

和辅助CBC050能量存储装置上

在CBC51100模块。

管理内部电路从PV转换

电力的EnerChip （或外置电池）供电时，

环境光水平太低给系统供电

和/或再充电的能量存储设备。

CBC- EVAL- 10示出在图1中，包括16位

销CBC51100的EnerChip EH模块和PV电池

通过2线电缆组件连接到主板。

图1 ： CBC - EVAL - 10演示套件。

CBC- EVAL- 10的框图如图2所示。

光伏

细胞

CBC51100模块

输入功率跟踪

电池管理

电源管理

储能

包括在CBC-的光伏（PV）面板

EVAL- 10将环境光能量转换为电

能量，其被送入CBC3150设备

居住在CBC51100模块上。该CBC3150

执行几个重要功能：

解耦从PV电池的负载阻抗

阻抗，以确保最高的电源转换

从PV换能器的能量效率

存储和系统负载。

外置电池

与控制

（可选）

输出电压

规

I / O控制

图2 ：的EnerChip CBC - EVAL - 10演示套件框图。

在中心块的功能由执行

的EnerChip CBC51100模块。

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CBC - EVAL - 10的EnerChip CC EH评估套件

操作模式

CBC- EVAL- 10可以设置在任意的三种模式进行操作，所要求的应用程序。操作

模式是通过配置在CBC- EVAL- 10的各个跳线设置。 [参见图3和用于相关联的表

与每个操作模式相关联的跳线设置]的三种操作模式如下：

1.标准能量采集模式下使用光伏电池，车载EnerChips ，调节输出电压，

切换控制电路，以确保从光伏发电的无缝过渡到EnerChips时，很少或根本没有

环境光是否可用。在这种模式下，从PV电池电源用于驱动系统的负载和

充电时EnerChips提供充足光线。具有非常低的或没有环境光时，系统

工作在板载EnerChips 。这种模式的变化是采用跳线选择引脚J11配置，

允许用户通过三种控制方法中的一种来驱动CBC3150的内部电荷泵

作为丝印旁边J11上表示：

一） EH ：使用BATOFF控制线外控。当使用一个外部微控制器导出

输入从充电/在“能量感知的经营模式。

二） CCEH ： CBC3150重置/输出被馈送到CBC3150 ENABLE输入在一个标准的振子

阻抗匹配模式。

C） CPEH ： VIN控制CBC3150使能线。当输入换能器的电压低于2.5V，

在CBC3150电荷泵被禁止。

依赖不仅板载EnerChips为能量存储，但也2.能量收集模式丝锥

成常规的非可再充电电池的容量时EnerChips处于充电状态的低，

如在黑夜长时间。典型的电池可能是2系列的碱性电池，主

硬币电池，或具有3V至3.6V的输出电压一定的圆筒型电池。这种“电池辅助的能源

收获模式可用于补充现有的电池，通过延长其工作寿命

月或数年。

使用不仅在PV电池和车载EnerChips ，而且外部3.能量收集模式

可充电电池，如可充电纽扣电池或具有其他小型锂离子或锂聚合物电池

充电 4.1V的电压。这种“额外能力”的工作模式允许设计者把更高

容量可再充电电池，以实现更长的系统运行时在黑暗中比期间什么

该EnerChips可以提供，同时避免与非可再充电电池关联的相对堆积。

在所有操作模式，输入电源 - 无论是光伏电池， EnerChips或外置电池 - 通行证

通过线性跌落式稳压器（LDO ）提供电力到VOUT 。 LDO输出电压设置为2.5V

通过替换或到2.2V或3.3V - 但可以被修改为3.0V - 通过选择J12和J13焊接痕迹

器U4与调节器U6的（未填充的），如图4和表1中的示意性表示， CBC-

材料EVAL - 10法案。上电复位（ POR）电路驱动LDO ENABLE引脚在所有操作模式

除了当一个外部非可再充电电池提供电力到LDO 。为了避免挨饿外部

功率的尤其在起动时或系统元件时，脉冲电流所要求的系统，该

POR电路可以使LDO后，才输出电容完全充电至高于LDO电压

辍学电压。因此，用户必须认识到在POR跳转电压和之间的关系

LDO的导通电压时，与POR / LDO的组合比上安装的组件的其他设计

CBC - EVAL - 10模块。

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CBC - EVAL - 10的EnerChip CC EH评估套件

在CBC - EVAL - 10能量收集功能的外部控制

除了保护从EnerChips被在低环境光条件下放电太深或

反常的高电流负荷条件下， CBC3150电源管理电路还确保了

系统负载供电的具有光滑的上电过渡。电源管理电路具有一个控制线

（充电/ ），用于指示给系统控制器，该能量收集器正在充电的EnerChips 。控制

线路输入端（ BATOFF ）可用于外部控制器禁用CBC3150电荷泵。利用这些

两条控制线是可选的。

有上的CBC- EVAL- 10多个连接器，用于连接到目标设备被供电。无论是J9或

J10连接器可用于低功耗微控制器为基础的系统。在低功率无线的情况下

端装置中， CBC- EVAL- 10具有存储能量为约1000无线电传输 - 视

协议中使用 - 在无/低环境光条件。

这是由CBC- EVAL- 10供电的微控制器为基础的系统应该包含固件即“能源

收获感知“，走在CBC-利用电源管理的可用状态和控制信号

EVAL-10.

使用其他EnerChips和外接电池

对CBC - EVAL- 10被设计为允许安装的可充电和不可充电的电池，由此

能量采集电路由经营者延长电池的使用寿命

(i)

光伏电池发电时suf-

够的光线可用，

(ii)

EnerChips当在一个可以接受的充电状态，并

(iii)

外接电池时，

既不是这两个条件的存在。

两个类的外部电池可以附着到CBC- EVAL- 10：

1，一种一次电池（即，非可再充电）的原电池或串联组合可被连接到

针脚J3只。可接受的电压范围为2.7 3.6 。此类别中普遍使用的电池

是：一个单一3V的CR型或BR型硬币电池（例如， CR2032 ， BR2032 ），或两个碱性电池（例如， AAA，AA ，C

D）的串联连接。也可以使用一个单一的3.6V的亚硫酰氯电池。 Cymbet的联系方式为recommen-

dations在选择主电池为你的应用程序。

2.次级（即充电）电池可连接到引脚头J7只。可接受充电

电压范围为4.0V至4.2V 。该电池的充电源是CBC3150的VCHG输出引脚

通常充电EnerChips到4.1V 。该引脚的最大驱动电流为1mA的顺序。

VCHG的驱动电流可以通过填充电容C9 （模块出厂时未电容器）进行调整。

SEE

DS- 72-03的EnerChip CC CBC3150数据表

有关调整电荷泵电容的指引。该

放电截止电压固定为3.0V +/- 0.3V 。可再充电电池的例子支持CBC-

EVAL -10是LIR型硬币电池，包括LIR -1220 （ 8mAh ）和LIR -2032 （ 40mAh ）。充电

率对这些外部单元将可光的功能，最高为1mA为限于由

CBC3150电荷泵驱动电流。

与外部电池供电的CBC - EVAL - 10板的使用，配置针脚如下：

1.非充电（即小学）电池连接到EXT BAT端子J3 ：

J1和J2 - 短路

J4 ， J5 ， J6 - 没有短路

J7 - 无连接

2.充电（即二级）的电池连接头针脚J7 ：

J1 ， J2 - 没有短路

J3 - 无连接

J4 ， J5 ， J6和 - 短

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第15 3

CBC - EVAL - 10的EnerChip CC EH评估套件

CBC - EVAL - 10模块连接器，跳线和测试点

TP1

TP2

连接器

针

数

称号

外部主

电池输入（ + ）

外部主

电池输入（ - ）

J14

TP3

CBC51100

J11

TP4

连接器类型：接线端子

外

RECHARGEABLE

电池输入（ + ）

外

RECHARGEABLE

电池输入（ - ）

J10

J15

TP5

J12 J13

连接器类型：通孔

光伏电池输入（ + ）

光伏电池输入（ - ）

连接器类型：接线端子

CHARGE /

BATOFF

无连接

GND

VOUT

图3：连接器，跳线和测试点的位置。

跳线

跨接器

J11

针

数

1-2

3-4

5-6

称号

外部电池来LDO启用

外部电池模式使能

外置电池旁路

VOUT为LDO启用

电压阈值检测到LDO启用

能量收集的外部控制

普通能量收集模式

禁用能量收集

J10

连接器类型：垂直SIP

BATOFF

GND

无连接

VOUT

CHARGE /

连接器类型：直角SIP

测试点

称号

外部主电池（ + ）

GND

直流输入（ PV + ）

VOUT

GND

TP1

TP2

TP3

TP4

TP5

PCB走线和PADS

参考

J12

J13

J15

称号

LDO电压选择

肖特基二极管旁路

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第15 4

CBC - EVAL - 10的EnerChip CC EH评估套件

CBC - EVAL - 10模块连接器说明

J3:

端子板，用于连接外部非可再充电电池的正极端子和负极端子。

见规格别处本文档之前的最小和最大可允许电池电压在

附加的电池连接到该接口。

J7:

仅可用于连接的所述正极和负极端子的目的针脚

外部4.1V充电电池。没有任何其他的连接被允许在这些引脚与引脚不

被短接在一起。见规格别处本文档中的最小和最大可允许

附加的电池连接到该接口之前，外部电池电压。

J8:

用于连接光伏电池端子块（或其他直流电压）。看到其他规格本

的最小和最大允许直流电压文档被应用到该接口。

J9和J10 ：

用于连接到目标板电源和握手信号 - 例如，无线端点模块。

（仅供参考，插头连接器J9是Samtec公司50针接头P / N TSW- 150-07 - GS的5 - pin接头。头

连接器J10是轧机最大P / N 850-10-006-20-001000 ;插座也给队友穆勒是-Max的P / N 851-93-006-20-

001000.)

J14:

只用于工厂测试目的。不要让任何连接到J14 。

电缆组件

- 用一个插头连接器在各端有5导体电缆具有CBC- EVAL- 10至

方便J9连接器和用户的董事会有5针接头之间的连接。

入门

以操作的CBC- EVAL- 10在标准能量收集模式下，使用EnerChips作为存储

装置，每个所述多个跳线作为接收留在相同的位置。出厂默认设置为

如下所示：

标题

J10

J11

J12

J13

J14

J15

短接跳线，连接器，或焊接跟踪/垫

是的

号

不适用短接跳线来J7在任何情况下！干

这样会破坏EnerChips 。

光伏电池输入（ 2.5VDC至5.5VDC ）

系统I / O（见J9和J10引脚说明表）

针3 4针

留下的是2.5V稳压输出（剪切J12和J13简称为3.0V调节）

没有必要的连接（用于工厂测试）

留下的是2.5V稳压输出

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第15个5

应用说明

EVAL KIT GUI软件和TI固件自述

这是什么应用笔记封面

以设计的EnerChip

能量收集和电源备份应用程序，将Cymbet已创建了几个

评估套件。这些评估套件采用基于PC的图形用户界面软件和微控制器固件

表现出各种的EnerChip能力。有可用的作为三个软件/固件的分布

本文档的修订：

Cymbet的能量收集EVAL KIT图形用户界面和TI的eZ430 - RF2500套件固件

TI MSP430 LaunchPad的演示套件，数据记录仪应用程序固件

Cymbet的EVAL -06的EnerChip实时时钟备份基于PC的图形用户界面

AN-1040

这些软件/固件发行版的最新版本可在Cymbet.com的产品/

资源和文档页面：

http://www.cymbet.com/products/datasheets-downloads.php 。下载

.zip文件到您的PC上的本地磁盘（例如/ C :)一个文件夹，将文件解压缩到这个文件夹。一旦

萃取，将文件夹和文件可以被移动到PC机或网络上的另一个文件夹。

能量收集EVAL KIT GUI和EZ430- RF2500软件和EVAL -06的GUI软件也是

文件夹中的Cymbet的评估套件CD - ROM上。

请经常访问Cymbet.com的最新版本。

Cymbet的能量收集EVAL GUI工具包

该Cymbet的的EnerChip

能量收集评估套件 - EVAL -08 ， EVAL -09 ， EVAL -10和EVAL -11都

旨在支持连接和电源德州仪器的eZ430 -RF2500无线MSP430

开发套件。该TI套件可以单独从任何Cymbet的经销商处购买。其中TI套件

要使用需要针对每个Cymbet的EVAL试剂盒。例如，如果一个三节点的能量收集的无线

网络是被创建，你必须具备三个的eZ430 -RF2500套件一起去3 Cymbet的EH评估套件。

https://estore.ti.com/EZ430-RF2500-MSP430- ：的链接，在TI套件的更多信息可以在这里找到

无线开发工具， P1148.aspx 。在进行此之前，请仔细阅读在TI网站上的信息

固件下载过程。

TI无线接入点和终端设备固件升级

为了使用的eZ430 - RF2500套件与Cymbet的能量收集套件，新的固件必须是

下载到的eZ430 - RF5200接入点和无线终端设备。 Cymbet的创造HEX文件

其中包含了Cymbet的EVAL套件CD - ROM光盘上的文件夹中。您将需要直接访问该磁盘

从你的电脑。包含这些文件的文件夹是“ GUI和TI的eZ430代码。在此文件夹中，打开“ TI访问

点终端设备“ ，然后打开”接入点 - 终端设备HEX文件“ 。文件“的SimpliciTI访问Point.d43

对于TI的无线接入点和“ SimpliciTI的终端设备草43 ”的十六进制代码文件是无线终端

设备连接到电路板上缘Cymbet的评估和演示工具包6针直角连接。

为了将这些文件下载到TI器件时，必须先下载编程工具

Elprotronic在www.elprotronic.com 。当你达到这个主页，你会看到：闪存程序员

德州仪器的设备。编程工具是采用TI的FET适配器FET - Pro430精简版的版本

并且是免费的。去http://www.elprotronic.com/download.html 。找到了FET - Pro430精简版的表项

软件和ZIP文件下载到您的PC 。打开Zip和下面的编程指令。开放

精简版FET - PRO4 ，在顶部工具栏中选择设置，然后连接/设备复位。在弹出窗口中选择间谍毕丝，和

COM端口选择USB ，然后单击确定。在主界面上，选择组= 430F2xx和MSP430F2274 。阅读

用户手册下关于/帮助特定工具的说明。一旦固件下载到USB-

基于TI的设备，他们已经准备好要与Cymbet的EH评估套件使用。

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第1页3

AN- 1040 ： Cymbet的EH EVAL KIT光驱固件的自述

修改接入点和

终端设备固件

在接入点和终端设备的固件

是作为无牌开源

代码不支持或担保

无论是通过Cymbet的或德州仪器。

许多开发人员发现这个开源

代码为实验有用的，

教育目的。实际的C代码

存储在EVAL套件CD - ROM上：

GUI和TI EZ430代码\\ TI无线接入点

终端设备\\的SimpliciTI - 1.0.6 \\工程\\

举例\\等应用程序\\ eZ430RF \\

AP作为数据中心\\释放。为了

修改这段代码，编译器是必要的。

TI建议IAR嵌入式

Workbench的TI MSP430从而可以

可在http://www.iarsystems.com/发现

网站1 / 1.0.1.0 / 220 /1 / 。请联系

IAR Systems公司的其他信息。

Cymbet的EH EVAL GUI工具包在红色的接入点和4个终端设备节点

准备PC的USB驱动程序和GUI

对于GUI和TI的eZ430代码评估和演示套件CD - ROM文件夹是图形用户界面和TI EZ430代码有两个子文件夹将Cymbet

GUI和TI无线接入点终端设备。在此之前安装Cymbet的GUI ，安装TI传感器监控可视化

图形用户界面，自带的TI套件CD 。这必须在为了安装所需要的Cymbet的USB驱动程序来完成

GUI来与德州仪器接入点进行通信。安装Cymbet的GUI的后TI的图形用户界面可以被去除。

通过打开Cymbet的GUI文件夹，然后打开Release文件夹安装Cymbet的GUI。点击Setup

这个文件夹中，并按照说明您的Windows PC与XP或Windows 7上没有安装GUI

Mac版提供。如果您使用的是Windows 7 ，请确保您下载正确的Elprotronic的eZ430

下载代码，然后按照自述文件中的说明。

Cymbet的基于PC的图形用户界面EH评估套件

该光盘包含PC软件为无线网络的图形用户界面。这个GUI软件

与被无线地连接到的TI无线终端TI的基于USB的接入点进行通信

连接到Cymbet的评估套件。该软件的安装是通过将图形用户界面和TI EZ430完成

代码文件夹，打开文件夹释放。点击安装文件，按照安装说明操作。

在打开的图形用户界面，它通常是最好的插入TI基于USB的接入点插入电脑，等待

PC识别并注册该USB设备。然后打开GUI软件。闪烁的红球应该出现

表示无线接入点。图3示出了图形用户界面的图示。后接入点

初始化，堵塞TI无线终端设备到Cymbet的评估和演示工具包直角6针连接器。根据

在EVAL KIT和能量收集换能器类型的类型，彩球会出现终点。

EVAL -08 ， EVAL - 10和EVAL- 11能收获的时候会拿出一个黄色的颜色。如果换能器（太阳能

或RF ）不活跃，球会深蓝色代表EVAL KIT正在供电所的EnerChip固态

国家电池。

在EVAL- 09的情况下，终端设备球的颜色是由换能器所决定的。黄色是太阳;紫色

热电;淡蓝色的电磁;绿色是压电式。如有任何传感器处于非活动状态时，

球会显示深蓝色的EnerChips正在供电的无线节点。在球中的数值表示

无线终端装置的以下条件：温度;无线节点的数目的id ;电源

通过能量收集换能器提供微瓦（ EVAL -09只） ;在EH的能量收集状态

评估板（ EVAL -09只） ;无线节点报告间隔（秒）;和电荷上的EnerChip状态

在EVAL套件。的EnerChip球值是：温度;节点ID ;传输倒计时（始于400 ） ;报告

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AN- 1040 ： Cymbet的EH EVAL KIT光驱固件的自述

区间;和的EnerChip充电电压。

TI MSP430 LaunchPad的数据记录器固件

该Cymbet的EVAL- 09 ， EVAL- 10和EVAL- 11可以用于德州仪器启动板演示套件供电。

一个开源的，不支持的数据记录仪应用程序已上Cymbet.com为提供依据

实验。此代码可以在cymbet.com的TI LaunchPad的数据记录器应用程序文件夹中找到：

http://www.cymbet.com/products/datasheets-downloads.php

视频展示了数据记录器应用是对Cymbet的YouTube频道： http://www.youtube 。

COM /手表？ V = -qzMVhPGWCU

EVAL -06的EnerChip实时时钟备份评估套件PC GUI

为了界面和程序的EVAL -06的EnerChip RTC USB记忆棒， Cymbet的提供了在Windows XP /

视窗7的图形用户界面。该GUI的细节可以在EVAL -06数据表DS- 72-22发现

是位于http://www.cymbet.com/content/products-resource-docs.asp 。包含进行评价，该文件夹

06 GUI是cymbet.com ：

http://www.cymbet.com/products/datasheets-downloads.php

视频演示EVAL -06是在Cymbet的YouTube频道： youtube.com/

watch?v=8iZXQ7KDFLU

其他应用程序的信息

如果您需要更多的技术支持，设计的EnerChip固态电池或能量的EnerChip

处理器为您的下一个设计，请联系Cymbet的下面，或通过我们的应用程序支持数量

形成于http://www.cymbet.com/content/applications-support.asp发现或致电以下号码。

订购信息

的EnerChip型号

CBC-EVAL-06

CBC-EVAL-08

CBC-EVAL-09

CBC-EVAL-10

CBC-EVAL-11

描述

的EnerChip实时时钟电源

备份EVAL KIT

的EnerChip EH太阳能

收获EVAL KIT

的EnerChip EP宇宙能量

收获EVAL KIT

的EnerChip CC太阳能

收获EVAL KIT

的EnerChip CC射频感应充电

EVAL KIT

笔记

USB棒的EnerChip CBC3112

和微晶2132 RTC

包括太阳能电池和

CBC5300模块

包括太阳能电池和

CBC51100模块

包括太阳能电池和

CBC51100模块

包含RF充电垫

的EnerChip CC充电器

免责声明;由于是

本数据手册中提供的信息按“原样”，将Cymbet公司不承担任何所有陈述或保证

样，明示或暗示，关于本数据手册和描述的Cymbet的电池产品，包括但不限于：

适销性，特定目的，不侵权，所有权，或引起的，当然任何担保的默示担保

处理中，性能或贸易过程中使用。 Cymbet的电池产品都没有批准用于生命关键型应用中使用。用户应

确认其中Cymbet的电池产品是采用用于任何产品或应用程序的Cymbet的电池产品的适用性和

全权负责有关其产品和应用，任何使用的所有法律，法规和安全相关要求

在任何这样的产品或应用本文所述的Cymbet的电池产品。

的EnerChip产品和技术所涵盖的一个或多个专利或正在申请的专利。

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第3页3

应用说明

Silicon Labs的RF至USB2 Cymbet的EH演示

介绍

该Cymbet的的EnerChip

能量收集评估套件 - EVAL -09 ， EVAL - 10和EVAL -11都被设计

支持连接和电源， Silicon Labs的RF至USB2 RD无线参考设计开发

套件。通过将Cymbet和Silicon Labs的RF至USB2套件相结合，使设计人员能够体验的

以下几点：

简单，成本低的无电池的模拟数据收集和无电池无线开发平台

采用能量收集的任何模式下检测项目包括光，运动/振动，热，射频等。

使用太阳能的室内或室外的能量来供电的节点板与USB加密狗沟通哪些

将数据上传到一个图形用户界面（ GUI），用于演示目的。

这种能量收集套件组合取代原电池具有永久自充电电源

源15-20年以上的应用程序。

AN-1053

Cymbet的EVAL -10和SILABS射频到基USB2 RD演示设备

Cymbet的CBC - EVAL- 10

的EnerChip CC太阳能收集评估套件。 CBC - EVAL - 10数据表和

购买信息可以在这里找到： http://www.cymbet.com/products/evaluation-kits.php 。

Silicon Labs的RF至USB2 RD套件

带USB加密狗及无线节点板。为了使用SILABS

无线节点板，能量收集，它必须与Cymbet的特定固件编程。如果

您所购买的RF至USB2试剂盒SILABS或经销， Cymbet的代码可供下载

于： http://www.cymbet.com/products/datasheets-downloads.php 。请下载的代码

适当Cymbet的评估和演示套件 - EVAL- 09 ， EVAL- 10或EVAL- 11试剂盒中有代码的差异。

接口方便连接

的CBC- EVAL- 10到射频到USB2 RD节点。该适配器是由免费提供

采用Cymbet的支持形式： http://www.cymbet.com/design-center/support.php 。

观看EVAL - 10 / RF -到USB2视频

位置： http://www.cymbet.com/products/videos-products.php

入门EVAL- 10

在EH示范与EVAL- 10和RF至USB2示于图1中介绍的

程序建立连接到RF节点板已安装了Silicon Labs的RF到USB后

图1：光伏电池连接到CBC- EVAL- 10，它是通过适配器连接到射频到USB2局

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第1页4

AN- 1053 ： SILABS射频到基USB2 Cymbet的EH演示

参考设计软件，并遵循SILABS RF至USB2 RD用户指南，设在这里： HTTP ： // WWW 。

silabs.com/Support%20Documents/TechnicalDocs/RF_to_USB-RD.pdf

1.如EVAL - 10数据表DS- 72-20.pdf描述连接光伏电池到CBC - EVAL- 10板

2.将适配板CBC - EVAL -10和RF到USB2第三届董事会作为如图1所示测量电压

VOUT CBC - EVAL - 10板。它应显示为2.5V 。它可能需要长达一分钟的正常办公照明

充电CBC - EVAL - 10输出到2.5V 。如果该电压不2.5伏，在明亮的光发生的PV电池，直到

读数为2.5V

3.在SILABS无线节点，确保滑动开关S2被移动到TS 3.3V位置。

4. ）将SILABS器插入电脑的USB端口。加密狗将安装USB无线网络的GUI软件

并且可能会要求更新。如果出现以下窗口，单击“是” 。

b）运行射频到USB2 RD网络演示下，开始菜单中的“ Silicon Laboratories的” 。

c）点击界面上的“连接”与GUI连接USB加密狗。

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AN- 1053 ： SILABS射频到基USB2 Cymbet的EH演示

D）通信应根据按下白色按钮SW1节点板后开始

在Silicon Labs的使用说明书中的说明。温度和电位器的数据将在所显示的

GUI的描述如下。

e）为各不相同的GUI中的“电位”字段的读出时，转动黑色电位器轮上的

射频到基USB2板。请注意，数据被更新仅每10秒用的EH电源正常工作。

偶尔，加密狗可能无法正确安装，并显示一条警告消息。如果下面的错误

消息出现，请联系Silicon Labs公司的技术支持。

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AN- 1053 ： SILABS射频到基USB2 Cymbet的EH演示

Cymbet的订购信息

Cymbet的型号

CBC-EVAL-09

CBC-EVAL-10

CBC-EVAL-11

描述

的EnerChip EP宇宙能量

收获EVAL KIT

的EnerChip CC太阳能

收获EVAL KIT

的EnerChip CC射频感应充电

EVAL KIT

笔记

包括太阳能电池和

CBC51100模块

包括太阳能电池和

CBC51100模块

包含RF充电垫

的EnerChip CC充电器

Silicon Labs的订购信息

在Silicon Labs的RF至USB2 RD套件可从Silicon Laboratories公司批准的分销商进行订购

其中包括：

从Silicon Labs公司： http://www.silabs.com/products/mcu/Pages/RFtoUSBRD.aspx

从Digi-Key ： http://search.digikey.com/scripts/DkSearch/dksus.dll?WT.z_header=search_

go&lang=en&site=us&keywords=rf-to-usb2&x=0&y=0

在Mouser ： http://www.mouser.com/ProductDetail/Silicon-Laboratories/RF-TO-USB2-RD/?qs=9IxFXtGvrb10

OZnAw%2fFbyg%3d%3d

免责声明;由于是

本数据手册中提供的信息按“原样”，将Cymbet公司不承担任何所有陈述或保证

样，明示或暗示，关于本数据手册和描述的Cymbet的电池产品，包括但不限于：

适销性，特定目的，不侵权，所有权，或引起的，当然任何担保的默示担保

处理中，性能或贸易过程中使用。 Cymbet的电池产品都没有批准用于生命关键型应用中使用。用户应

确认其中Cymbet的电池产品是采用用于任何产品或应用程序的Cymbet的电池产品的适用性和

全权负责有关其产品和应用，任何使用的所有法律，法规和安全相关要求

在任何这样的产品或应用本文所述的Cymbet的电池产品。

的EnerChip产品和技术所涵盖的一个或多个专利或正在申请的专利。

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应用说明

使用能量采集设计的的EnerChip CC

的EnerChip CC概述

Cymbet的的EnerChip

固态电池封装在低高度的可充电能量储存设备

轮廓，表面贴装，焊接回流焊封装。其自放电低，高的充放电循环寿命，

并接受非常低的输入充电电流能力结合起来，使它们非常适合作为储能

器件在低功耗应用。这些包括备用电源，用于实时时钟，微控制器，

和内存芯片，以保持在操作期间，当主电源被中断。 EnerChips也

适于作为其中能量从环境收集的无线传感器节点的能量存储装置

动力源。包括在所述的EnerChip CC产品集成的电池和电源管理电路

提供电源电压阈值检测，自动储能切换功能，的EnerChip

充放电控制电路 - 所有在一个紧凑的表面贴装封装，包括存储的EnerChip

装置。图1描述了的EnerChip CC表面安装封装和CBC- EVAL- 10显影模块

设计用于评估在能量收集应用的EnerChip CC设备。

AN-1036

图1的EnerChip CC CBC3150 （左）和CBC - EVAL - 10能量收集评估套件（右）

的EnerChip CC能量收集

所述的EnerChip CC可以被配置为收集来自换能器的能量如低功率光伏（PV）

细胞和使用该采集的能量进行充电集成的EnerChip ，并提供可自我维持的力量

组分，例如微控制器，传感器，和在无线系统中无线电设备。图2示出了典型

在实现能量收集应用的的EnerChip CC的。为了最有效地利用

可以从换能器的功率（例如， PV电池），它是要知道的电

正在使用的特性，包括电压和换能器的峰值功率点。本应用笔记

介绍使用的EnerChip CC收集，转换，存储，并提供给低成本能量收集电路

图2.实现能量收集与CC的EnerChip CBC3150

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AN- 1036 ：在EH设计的EnerChip CC

系统组件可以从功率转换器的能量如小型光伏电池。

的EnerChip CC说明和操作

所述的EnerChip CC是服务于两个主要应用目的的多功能电路：

备用电源集成电源管理的实时时钟， SRAM和微控制器

能量采集，电源管理，并在无线网络系统中的能量存储

在的EnerChip CC提供电源系统负载通过主电源或集成的EnerChip

可充电的二次电池。

中的EnerChip CC的功能要素是：

转换宽范围的输入的内部充电控制电路的电压到一个紧密调节电池

充电电压;

该断开负载从嵌入的EnerChip电池断开电路时的放电电压

达到预先设定的极限;

输出管脚，可以用来驱动一个中断线路上的MCU ，表明该系统中操作

电池供电的方式;

电压检测电路，允许用户可选门限触发电压;

控制线，允许和禁止内部电荷泵，可以从外部控制

降低功耗，当内部的EnerChip不需要进行充电。

图3示出的EnerChip CC的功能块。唯一需要的外部元件是

飞跨电容 - 通常0.1uF的到0.47uF 。在正常操作中，VDD直接穿过到VOUT由方式

2.5欧姆（典型值）旁路晶体管。当VDD低于切换阈值（如由下式确定

在VMODE的电压），内部储能装置 - 中的EnerChip - 通过提供给负载供电

VOUT为3.3V （非稳压）的额定电压。内部电荷泵调节的EnerChip充电

电压为4.1V 。以降低功耗时，电荷泵可以通过强制ENABLE为逻辑被禁用

低。另外EnerChips可以附加到VCHG销增量能量存储。的的EnerChip CC

工作在2.5V至5.5V的电源电压范围。看到的EnerChip CC数据表的更完整的说明

电路功能，操作模式和规格，其中的EnerChip器件特性。

图3.的EnerChip CC储能器件，集成功率管理框图

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AN- 1036 ：在EH设计的EnerChip CC

除了所述的EnerChip CC的固有特征，对CBC -EVAL -10提供了系统级

要求在能量收集应用，其中包括：

能量收集电路相匹配光伏电池的阻抗，以确保最大功率

转移到系统负载和车载能量存储装置

集成的电池管理，控制电池的充电和放电截止，确保最大

车载蓄电池的使用寿命

提供额外的能量储存（主要或充电电池）与切换控制电路

满足应用需求

稳压输出电压可由用户配置的电压设置

输入/输出接头连接器，用于连接到系统部件，例如无线电和微控制器

以下各节描述能量收集的概念和配置的EnerChip CC的方法

低成本能量收集，存储和传送装置在低功率无线系统。

能量收集设计注意事项

能量采集是指周围的能量的一种形式，并转换为另一种形式的收集 - 为

例如，环境光的转化率来使用的PV电池的电子。能量通常随后被存储在

一种高度可再充电储存容器 - 如的EnerChip - 并传送到其它系统组件

如微控制器，传感器，收音机，等等。一个典型的应用是一种无线传感器节点：措施

任何数量的环境变量（如温度，接近，压力，湿度）的处理

信息，并且通过无线电链路到中央位置或另一无线节点发送它。

传统电池的过度年运行寿命的可靠性变差。因此，设计师们

长期寻求提供电力的无线系统的替代手段。能量收集，再加上扎实

国家能源储存，目前已在许多操作环境可行的替代方案。平均功率消耗

由无线传感器节点通常是几毫瓦到几十微瓦的量级上。平均

权力往往是由MCU ，射频（如适用），以及传感器本身的待机电流为主。收音机

发送和/或接收的占空比，如果保持在低百分比，一般不会有压倒性的效果

在传感器节点的平均功耗。通过适当的制度设计，大部分或全部内容

该系统可以被放入低功耗待机模式，以降低平均功耗，因此

将用于收集功率在低环境光许可证成本效益的功率转换器之类的小的PV电池。

其他设计考虑包括线性器件相关的管理初创执政时

动力由“软”电源，如在低光小的PV电池。例如， MCU和收音机，如果不通电

用可靠的电源供电，可输入的高电流状态，以防止该系统无法到达稳定

操作条件由于有限的可用功率从电源。

通过无线电要求也可以导致系统无法操作，如果脉冲电流不能正常输出管理

电容和适当的系统配置。此外，它通常是有利的断开传感器

自己的电源时，不积极地获取信号。这可能导致一个显著减少

中的平均功耗，并降低对大体积的功率传感器和能量存储要求

设备。在某些情况下，有必要利用上电复位电路，以确保负载未连接

到直到足够的电荷供给被注入到一个输出电容器，以克服在启动的问题

如上所述。线性低压降稳压器（LDO ），必须精心挑选，以确保他们不会将一个

繁重的负荷限电可用的能量采集源。

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AN- 1036 ：在EH设计的EnerChip CC

当转换功率从源到负载，例如从PV电池对有源电子负载，

阻抗匹配是必要的高效的功率转换。通过匹配的阻抗

源和负载，最大功率传输的实现。相反，在阻抗从电源的任何失配

源到负载呈现它会导致浪费电力。如图4所示，输出功率的峰

PV电池发生在非线性电压 - 电流（VI）的曲线上的点。从光伏电池以吸取功率

工作点远离大大减少动力输出的峰值功率点的结果。因此，

正确的阻抗匹配是有效的电路运行的关键。各个阻抗匹配电路

提供给设计师。

图4中的功率曲线是典型的能量收集应用中使用的低功率PV电池。电动

电池的阻抗变化很大的环境光的函数。如图所示，功率曲线是高度非

线性的;连接的电负载到不匹配，在低效电源的阻抗结果PV电池

转移到该负载。

一个光伏电池的图4中的典型功率资料

一个特别设计的选择取决于许多因素，包括：

系统元件（例如，电容性，电感性，电阻性）和速率的性质，在该

元素随时间变化的环境条件发生变化;

从源耦合功率的量加载;

所需的电路正常工作的转换效率;

和执行一个给定的电路的相对成本。

设计师通常必须选择一个特定的能量采集设计时考虑到所有这些因素

拓扑结构。以下部分介绍了缓解的关联复杂设计的电路

做这些计算。

的EnerChip CC能量收集电路

如图5所示，的EnerChip CC可以被配置在能量收集模式下运行该

追踪传感器的峰值功率点（例如，光伏电池），通过动态调整的占空比

内部电荷泵 - 增加占空比具有较高的输入功率，以较低的输入功率减少了。

这是通过在RESET /输出连接至使能输入。在这样做时完成的，负载呈现

于换能器而变化响应于变化传感器的输出特性。作为换能器驱动器

电流变小，在给定的电压时，其阻抗上升。

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AN- 1036 ：在EH设计的EnerChip CC

图5的EnerChip CC EH能量收集原理

由于的EnerChip CC装载传感器的输出， VDD电压下降，直到点的

供给阈值跳变点为3.0V （由VMODE引脚GND电平确定）为止。在这一点上，

在RESET /线被强制为低电平，从而禁止电荷泵，从而增加了有效

阻抗呈现给换能器。附连到所述换能器较高的阻抗使所述换能器

电压升高，重复循环。因此，电荷泵的占空比由所述换能器第四口授

的特点。理想情况下，阈值检测触发点会被设置在换能器工作时的电压

在它的峰值功率点。 VMODE具有两个离散的阈值的切换设置VDD和GND （接地在此

情况下），以及用于通过使用一个外部电阻分压器将其设置为任意级的选项。在

后者模式中，选择电阻器值不放置在供给成为负担的负荷是非常重要的。见

的EnerChip CC CBC3150 DS- 72-03或CBC3112 DS- 72-04数据表上的电阻值建议

到上VMODE销使用。

图5描述了使用CBC3150电源管理IC的能量采集的实现。该

电路如图5是一些能量收集应用有用，收音机启动电流

和微控制器将放置在一个相对动力不足的换能器不能克服的负荷

无需附加电路引入到管理电源的从换能器到负载的过渡。

本设计中使用一个上电复位电路，使输出调节器的操作之后，才

电容完全充电。这个方案允许充分的突发电荷的流入负载，克服了

启动电源屏障。

在图5中所示的另一方案中，包括一个较大的，外部电池（示为BT1可充电或

原电池），用于当所述CBC3150储能不足以操作的电路，用于延长

当从振子周围的电力不可用时段。在这种情况下，服务的外部寿命

电池，将经常已经被用作主要的能量存储装置可以持续数月或延长

多年来通过使用能量采集。不断的背景下漏电流，否则吞噬了

电池的容量。随着能量采集，外部电池只能用于间歇性的电力环境

不存在，或作为较高的脉冲电流源。

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第5页第7

应用说明

使用的EnerChip 能量采集器与TI LaunchPad的

概观

Cymbet的的EnerChip

能量收集解决方案非常适用于供电的低功耗微控制器（MCU ）

并应用在无线传感器网络中，数据记录和RFID应用的收音机。能量的可用量

可以从各种环境动力源，包括光，振动，温度差异有所收获，

和电磁发生器激活由液体或空气流。 Cymbet的已开发的电源管理和

能量存储解决方案，可以在所有这样的环境中使用，使得定期更换的常规

电池不必要的。

本应用笔记介绍了三个Cymbet的能量收集评估套件如何能够提供不间断的

电源德州仪器基于MSP430的LaunchPad开发套件。图1示出了Cymbet的

EVAL - 10的EnerChip CC太阳能收集套件连接到TI LaunchPad的。该EVAL - 10评估套件

从Cymbet的拍摄环境光从所述太阳能电池单元（室内或室外），转换成有效地利用功率

所述的EnerChip电源管理电路，并提供连续的稳压电力以启动板。

AN-1050

Cymbet的能量收集工具包和德州仪器MSP430 LaunchPad的

Cymbet的已经开发了一些创新的能量收集电源管理解决方案，体现了

他们在几个开发板。这三个EH评估套件的工作与LaunchPad的：

CBC- EVAL -09 ：的EnerChip EP通用能量收集评估套件

CBC - EVAL - 10 ：的EnerChip CC能量收集评估套件（图1 ）

CBC- EVAL- 11的EnerChip CC感应式充电评估套件

图1 ：将Cymbet CBC - EVAL - 10能量收集评估套件（右）供电的TI LaunchPad的（左）。

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AN- 1050 ：的EnerChip EH与TI LaunchPad的

CBC- EVAL -09通用型能量收集能量处理器

CBC- EVAL -09是一种通用的能量收集（ EH ）评估套件，结合了多种EH中的任何一个

传感器与的EnerChip

EP CBC915 -ACA节能处理器和的EnerChip CBC51100 100μAh固

状态的电池模块，其具有两个50μAh的EnerChip固态电池并联连接。的目的

本次评测平台，使设计人员能够快速开发能量收集应用。在CBC-

EVAL -09自带的初步评估套件测试的太阳能电池。 CBC- EVAL -09板的照片示于图

2. CBC- EVAL -09数据表位于： http://www.cymbet.com/content/products-resource-docs.asp 。

该EVAL -09可在安富利，向Digi-Key和Mouser 。

连接CBC- EVAL -09的TI LaunchPad的

通过USB电缆连接TI LaunchPad的到PC后，它必须是在连接断开之前

EVAL -09 。白色的电缆包含在EVAL- 09套件用于通过VOUT上的两个包连接在一起，

GND 。

重要注意事项：

有一个特殊的取向，以将电缆连接，如图2的电缆被放置

引脚4和5上的J10和中间引脚GND和VCC引脚上的TI LaunchPad的J6连接器。重要的是

不连接引脚3 VBAT连接器上的EVAL -09 J10连接器上的LaunchPad顶部GND引脚。

这将导致在EVAL- 09的不正确操作。

另外，为了避免EH供电的整个的TI启动板基板与刚刚在MSP430微控制器，启动板J3

VCC和RST连接器，跳线必须拆除，并预留。这些都是要恢复的USB操作。

图2 ： CBC - EVAL -09通用型能量收集器连接到LaunchPad的（上图）。详细的带状电缆连接到

CBC- EVAL -09板（左下）和LaunchPad的（右下图）。

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第2 6

AN- 1050 ：的EnerChip EH与TI LaunchPad的

CBC - EVAL - 10的EnerChip CC太阳能收集器

CBC - EVAL - 10是一个演示套件，为设计人员提供一个平台，方便地开发能量采集（ EH ）

使用的EnerChip CBC3150解决方案

配置成在能量收集模式下操作。该试剂盒（在所示

图4），结合了一个小的太阳能电池板，电源管理电路，能量储存，调节输出电压，

和输入/输出管脚，用于连接到可商购的微控制器（MCU ）和无线电板。一个16

销CBC51100模块包括，提供EH功能，电池管理和100μAh固态

充电储能。 CBC - EVAL - 10是一款实用，低成本的实现了EH-基于电力系统的

能提供长期的服务，而不需要电池维护。图3示出的基本配置

作为实施的CBC - EVAL - 10开发模块设计用于评估对的EnerChip CC电路

的EnerChip CC的设备在能量收集应用。在CBC - EVAL - 10数据表就设在这里：

http://www.cymbet.com/content/products-resource-docs.asp 。该EVAL - 10可在安富利的Digi- Key和

商Mouser 。

光伏

细胞

CBC51100模块

输入功率跟踪

电池管理

电源管理

储能

外置电池

与控制

（可选）

输出电压

规

I / O控制

图3：实现能量收集与CC的EnerChip CBC3150的CBC - EVAL - 10评估套件。

连接CBC - EVAL - 10的TI LaunchPad的

通过USB电缆连接TI LaunchPad的到PC后，它必须是在连接断开之前

EVAL-10.

包括在EVAL- 10试剂盒中的白线用于两个试剂盒连接到一起（参见图4）。该电缆是

放置在所有五个引脚EVAL - 10 J9和所有三个引脚的TI LaunchPad的J6连接器。确保引脚5

在EVAL - 10连接器连接到VCC上的LaunchPad 。

另外，为了避免EH供电的整个的TI启动板基板与刚刚在MSP430微控制器，启动板J3

VCC和RST连接器，跳线必须拆除，并预留。这些都是要恢复的USB操作。

图4 ： CBC - EVAL - 10演示套件连接到LaunchPad的。

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AN- 1050 ：的EnerChip EH与TI LaunchPad的

CBC- EVAL- 11的EnerChip CC感应充电器

CBC- EVAL- 11 （图5中示出）是一个示范试剂盒的RF感应发射器板组合与接收机

船上载有集成电源管理的的EnerChip CC CBC3150固态存储设备。该

发射板工作在13.56 MHz和从USB端口获得它的力量。除了所述的EnerChip CC ，

接收器板具有平面天线，用于从发送器板，一个输出电容器，用于接收功率

提供脉冲电流为无线电传输，以及一个插头连接器相配合，以含有目标板

例如，微控制器和/或无线电板。在CBC- EVAL- 11数据表可以在这里找到：

http://www.cymbet.com/content/products-resource-docs.asp 。该EVAL - 11可在安富利的Digi- Key和

商Mouser 。

连接CBC- EVAL- 11的TI LaunchPad的

通过USB电缆连接TI LaunchPad的到PC后，它必须是connectiing的前断开

EVAL- 11到LaunchPad的。

包括在EVAL- 11试剂盒中的白线用于两个试剂盒连接在一起。需要注意的方向

EVAL- 11的TI LaunchPad的。将电缆放置在所有五个引脚上的EVAL -11 J4连接器和所有三个销上

在TI LaunchPad的J6连接器。确保引脚5上的EVAL- 11 J4连接器连接到VCC引脚上的

LaunchPad的。

另外，为了避免EH供电的整个的TI启动板基板与刚刚在MSP430微控制器，启动板J3

VCC和RST连接器，跳线必须拆除，并预留。这些都是要恢复的USB操作。

图5 ： CBC - EVAL- 11连接到的LaunchPad ，随着CBC- EVAL- 11接收板的功能框图。

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第4 6

AN- 1050 ：的EnerChip EH与TI LaunchPad的

采用能量收集数据记录固件与LaunchPad的V1.1

要使用的LaunchPad作为能量采集数据采集器必须使用IAR或的Code Composer开发

环境建设和装载数据记录的固件。在IAR和Code Composer的项目可以在找到

CD - ROM中包含的Cymbet的EVAL KIT或者也可以在将Cymbet公司网址： HTTP ： // WWW 。

cymbet.com/content/products-resource-docs.asp的软件/固件表。

安装MSP430G2231芯片插入LaunchPad的板。建立并加载数据记录仪应用程序的

LaunchPad的板。该数据记录器的应用是基于原来的启动板热演示代码和

原LaunchPad的代码将无法查看源显而易见的。数据采集器的代码运行第一和

那么默认为LaunchPad的热演示应用程序时，插入USB端口。

USB供电模式

在这种模式下的LaunchPad板会从USB电缆供电。要配置为这种模式确保

从Cymbet的能量收集器柔性电缆断开。在J3块安装原来的5跳线。

电源板，现在来自于USB连接。

Cymbet的EVAL KIT供电模式

此配置权力的LaunchPad板从Cymbet的能量收集评估套件之一。工作在

这种模式下，你必须先拔掉的LaunchPad从USB端口，并从移除跳线VCC和RST

J3跳线块。这样可以使能量采集从供电的USB接口，只有权力的实际

MSP430 MCU芯片。从能量采集板上的5引脚扁平柔性电缆连接到启动板的J6

板为相应的一节中详细说明。

记录温度数据

要记录温度数据，配置的LaunchPad板Cymbet的供电模式。启动板将启动

以1秒的速率闪烁两个LED 。按钮的短按开始记录。绿色LED灯将闪烁

每个温度记录下来，最初将记录每2秒一个温度。经过32温度

都满了。转到下一个读取温度数据部分配置的LaunchPad发送它记录的数据和

明确自己的另一个运行。

2秒记录间隔在C源代码中的#define语句声明的，可以通过修改

重新编译和重新加载固件。

读取温度数据

要读出记录的数据，配置的LaunchPad板USB供电模式。当LaunchPad的板

插入USB端口， COM端口驱动程序将显示在Windows的设备管理器，被称为MSP430

应用与UART相关的COM端口号。请注意这个数字。启动终端仿真程序

像TeraTerm或超级终端，并配置勾该COM端口的波特率9600 ，没有流控和1个停止

位和8位数据。 LaunchPad将板现在将交替闪烁的LED灯在大约半秒钟率。一

左边的按钮会造成任何记录的数据短按发送到终端仿真器为8位ASCII HEX

代表的高8位的10位A / D转换器读出温度传感器的值。如果不存在

数据记录，你会看到一个00 ，在终端模拟器，表示没有数据存在。如果您没有看到任何数据

终端仿真程序配置不正确。如果你看到记录的温度数据，你可以按下复位按钮

然后左键1秒按重新发送数据。为了擦除数据按RESET按钮

然后按住左按钮超过3秒，应用程序将再次发送数据，但是它抹去

算账。读出后的LaunchPad将恢复到原来的LaunchPad演示软件。

应用程序现在可以用于记录新的数据。

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