一颗电容跑一天——SAM L22 Xplained Pro评测
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一. 前言
随着越来越多的消费、工业和家庭自动化设备变得越来越智能，且联网程度越来越高，这些设备需要超低功耗、安全、带有LCD的触控能力等众多特性，同时物联网对电池驱动型设备连接性的要求越来越高，安全和超低功耗正成为关键的要素，SAM L22系列MCU，以拓展其深受市场欢迎、基于ARM Cortex M0+的安全MCU系列。Atmel SMART SAM L系列是EEMBC ULPbench测试中得分最高的产品系列，后者是业内一项领先的低功耗独立基准测试。
二. 定位
SAM L22系列产品基于ARM Cortex-M0+内核，配备256kB闪存和32KB SRAM、无石英USB设备、可编程串行通信模块(SERCOM)以及Atmel的Event System和Sleepwalking专利技术，另外产品还具备超低功耗电容触控功能，并配有一个最多支持320个段的段码LCD控制器，使得该系列MCU成为恒温器、电/煤气/水表、家庭控制、医疗及门禁系统等众多应用的理想选择。官方为此设计了SAM L22的Xplained Pro 评估套件，接下来我们就看看这款开发板。
三. 开箱
打开SAM L22套件的包装依旧是Atmel传统的包装，白色背景配上机器人图案，如下图：
包装盒后面包含了Xplained 的基本信息和简单的使用方法，以及板子型号
打开包装看到两个防静电袋，一个装着液晶屏，另一个装着L22 Xplained Pro开发板，如下图：
拆开屏幕的防静电袋，如下图：
拆开开发板防静电袋，如下图：
将屏幕安装到开发板上如下图：
小编将这次拿到的L22 Xplained Pro开发板包装与之前的D21 Xplained Pro开发板包装做了对比，发现了一些小变化，如下图：
左图左侧，右图下侧的包装盒为L22 Xplained Pro的包装盒，这里可以看出包装盒上已经看不出产品的型号了，也就是说包装盒并不是为某一款产品定制而是一款通用的包装盒。
包装盒的背面也发生了一些变化，如下图：
除了产品标签以外，包装盒上不再有任何产产品型号信息，小编猜测将专用的包装盒改为通用的包装盒主要是为了节省成本。
四. 产品功能
1. 套件特性
(1) ATSAML22N18A MCU
(2) 用户LED x 1
(3) 用户按键 x 1
(4) 板载调试器
(5) USB调试供电接口
(6) 段显示LCD连接器
(7) 触摸按键x 1
(8) 备用超级电容
(9) USB接口
(10) Xplained Pro外部扩展接口
(11) 嵌入式电流测量电路
2. ATSAML22N18A芯片特性：
(1) CPU Cortex-M0+
(2) 具有256KBytes Flash
(3) 具有8 KBytes SRAM
(4) Max GPIO pins 82
(5) USART x 6
(6) I2C x 4
(7) SPI x 6
(8) 20通道 12位ADC 1000ksps[!--empirenews.page--]
(9) 模拟比较器 x 2
(10) 定时计数器 x 5
(11) PWM x 12
(12) 段显LCD 320
(13) 全速USB x 1
(14) 加密引擎 AES/TRNG
(15) Anti-Tampering Inputs x 5
(16) 最大工作频率 12MHz
(17) 操作电压 1.62-3.63V
(18) 工作温度 -40℃-85℃
3. 屏幕特性
(1) 兼容Xplained Pro段显示扩展连接器
(2) Xplained Pro硬件识别系统
(3) 179段LCD显示
(4) 5个电容触摸按键
(5) 支持ASF示例应用
五. 产品设计
1. 结构设计
板子采用Atmeel一贯的矩形设计，四个角没有倒角，板子边缘全部为切割方式，边缘整齐，整个板子的布局与以往的Xplained Pro开发板基本相同，板上提供了调试USB接口，目标USB接口以及Xplained Pro标准的外部扩展接口都完全相同。
另外这款L22 Xplained Pro还增加了一些新的功能和接口，首先增加了Arduino UNO R3接口如下图所示：
板上还增加了L22 Cortex Debug接口、一个触摸按键、和LCD接口，如下图：
板子后面增加了一块SAMD20E17A MCU这里用于L22的工作电流测量，如下图：
通过官方提供的设计文件我们可已看出这款开发板为4层板，板上器件封装都比较小，阻容类器件均为0402封装，器件排列整齐，由于部分区域器件比较密集，一些器件并没有丝印器件标号，主要器件及接口丝印都很清晰准确。
值得一提的是，Atmel提供的Xplained Pro系列开发板上的按键手感非常的好，按键手感软软的弹弹的手感非常值得称赞，如下图：
2. 外观接口
开发板的主要接口均与其他板子的布局相同，重要接口的引脚定义也在用户手册中做详细的说明。
3. 功能设置
(1) 供电方案
SAM L22 Xplained Pro开发板提供了三种供电方式，如下图：
开发板的外部电源接口可以由外部电源供电，同时也可以由板子向外侧提供5V和3.3V电源，如下图：
整板的电源系统做了自动选择和相对独立的两路电源变换器件分别为EDBG和MCU系统供电，详细如下图所示：
(2) 模拟模块
开发板还提供了高速高精度的模拟测量模块，主要用来测量L22的工作电流，模块系统如下图：
模块的采样速率达到250kHz，测量范围和测量精度可以有多种方案选择，如下图：
并且测量的数据是可以在Atmel Studio中看到的
(3) 加密和防篡改功能
板上提供了ATECC508A加密设备及防篡改功能，这些功能对于产品的安全是非常重要的，也是再其他的产品中很难见到的。
(4) 超级电容
板上安装了一颗47mF的超级电容，电容充满电需要45秒，在电容充满电的情况下，MCU以ULP模式运行，电容可以支持MCU工作24小时。
以上几项内容为L22 Xplained Pro开发板的特色之处。
[!--empirenews.page--]六. 产品使用方案
1. 软件说明
Atmel Studio是Atmel公司的免费IDE，Atmel Studio7.0为最新版本，支持Atmel公司的SMART 和 AVR系列产品，IDE支持C/C++以及汇编编程，当Xplained开发套件与计算机相连，Atmel Studio会自动识别出开发板的型号并提供与之对应的文件、例程。
接下来我们就简单介绍一下SAM L22 Xplained Pro 套件在Atmel Studio中的使用。
2. 连接计算机使用
运行Atmel Studio 7.0
将开发版连接到计算机，首先是安装驱动文件没如下图：
当驱动文件安装成功后Atmel Studio会自动识别出开发板的型号，如下图：
页面内显示了与开发板相关的信息。
如果Atmel Studio 7.0不能识别出开发板的型号，测需要手动更新一下数据如下图：
当然也可以下载最新的Atmel Studio 7.0安装使用。
上电后，板上自带的时钟程序显示在屏幕上，如下图：
屏幕具有触摸功能，按下右下角的输入键会出现另外四个按键，这样就可以调整时间，如下图：
接下来我们建立一个简单的示例工程，如下图：
Atmel Studio中提供了很多例程，我们选择最简单的LED程序，如下图：
建立完成的LED示例程序，如下图：
下载程序到开发板，开发板上的用户LED亮起LCD熄灭，如下图：
接下来我们建立低功耗应用，如下图：
运行例程后我们通过Atmel Studio中的数据可视化窗口观察一下功耗，
接下来连接开发板，如下图：
选择测试功耗并开始，如下图：
实测电流为425uA，如下图：
使用外部万用表测量结果为420uA，如下图：
板上测量结果与实际测量结果基本相同，程序中使用16MHz时钟，实际计算结果为26uA/MHz，低于官方说明的35uA/MHz，这是真真正正的低功耗产品。
Atmel Studio 7.0 软件使用起来比较慢，并且比较占内存，今天使用的版本已经比一年前使用的版本好了许多。
七. 其他资料
官方提供了详细的原理图和layout，用户手册，入门指南等文件，并且提供了源文件，如下图：
原理图和PCB文件为Altium文件，如下图：
官方提供了几乎全部的源文件，能够很容易的入门使用。
值得一提的是管方提供了PDF中的3D文件，如下图：
这是由Altium生成的3D文件，并插入到PDF中，这样可以更直观快捷的看到产品的完整模型，这也是Atmel的贴心之处。
八. 总结及展望[!--empirenews.page--]
在这物联网，智能家居，智能硬件，可穿戴设备火热发展的时代，低功耗高性能已经是基本需求，L22恰恰是为这类应用设计的产品，同时并配有一个最多支持320个段的段码LCD控制器，使得该系列MCU成为恒温器、电/煤气/水表、家庭控制、医疗及门禁系统等众多应用的理想选择，相信在不久的将来会在各种各样的产品中看到此类处理器，MCU是非常不错的产品，开发套件做工精致细腻，与以往的Atmel XplainedPro开发套件相比有过之无不及。
九. 选型及用料
我们根据官方提供的BOM可已看出，所选材料都是知名大厂商，如下图：
对于Atmel这类知名大厂商，材料的选用完全不用担心。
十. 官方资料
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