在工業(yè)監(jiān)測、冷鏈運輸、環(huán)境采集等應(yīng)用場景中，數(shù)據(jù)記錄器是實現(xiàn)長時間自動采集、存儲與傳輸關(guān)鍵數(shù)據(jù)的重要設(shè)備。瑞薩電子代理商-中芯巨能介紹一種基于瑞薩RA2L2 MCU構(gòu)建的低功耗、高性價比USB數(shù)據(jù)記錄器方案，支持Type-C接口即插即用、電池供電與快速數(shù)據(jù)導(dǎo)出，非常適合便攜式場景使用。

一、系統(tǒng)架構(gòu)概述

該數(shù)據(jù)記錄器系統(tǒng)以RA2L2 ARM Cortex-M23內(nèi)核MCU為核心控制器，集成以下主要模塊：

USB Type-C接口：支持全速通信（12Mbps）與PD快充協(xié)議；

高速低功耗EEPROM：用于存儲傳感器采集的數(shù)據(jù)；

電池管理IC：包括DA9168和RAA489110，實現(xiàn)高效充電與電源轉(zhuǎn)換；

多種傳感器接口：可接入溫濕度、加速度、電壓電流等模擬或數(shù)字傳感器。

整套方案結(jié)構(gòu)緊湊、功耗低、成本可控，適用于需要長時間無人值守的數(shù)據(jù)采集任務(wù)。

二、核心芯片功能解析

1. RA2L2 MCU —— 控制核心

RA2L2是一款入門級USB通用微控制器，搭載48MHz Arm Cortex-M23內(nèi)核，具備以下優(yōu)勢：

支持USB全速（FS）通信，內(nèi)置USB PHY；

集成Type-C檢測與VBUS檢測功能；

內(nèi)置上拉電阻（RD端接），減少外部元件數(shù)量；

支持多種低功耗模式（待機模式僅需約200nA）；

提供豐富的外設(shè)接口，如I2C、SPI、ADC、定時器等。

這些特性使其非常適合用于構(gòu)建USB直連型數(shù)據(jù)記錄終端。

2. EEPROM存儲單元 —— R1EX25512A

這款串行EEPROM容量為512Kbit（64KB），具備以下特點：

支持SPI接口，讀寫速度快；

工作電壓范圍廣（1.7V ~ 5.5V）；

耐久性強，擦寫次數(shù)可達(dá)100萬次；

支持頁寫入與隨機讀取，適合高頻采集應(yīng)用。

通過RA2L2控制，可以實現(xiàn)對傳感器數(shù)據(jù)的實時寫入與斷電保存。

3. 電池管理模塊

本方案提供兩種電池管理IC選擇：

DA9168：單節(jié)鋰電池充電器，支持最大1.5A充電電流，帶反向升壓輸出；

RAA489110：Buck-Boost架構(gòu)充電器，支持USB PD EPR擴展功率范圍，適合多電池系統(tǒng)。

兩者均具備低靜態(tài)電流設(shè)計，有助于延長續(xù)航時間。

三、系統(tǒng)工作流程

傳感器采集：RA2L2通過ADC或I2C/SPI接口獲取傳感器數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)處理與緩存：MCU將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行格式化處理，并暫存于內(nèi)部RAM；

寫入EEPROM：按設(shè)定周期將數(shù)據(jù)寫入R1EX25512A存儲器；

USB連接導(dǎo)出：用戶插入Type-C線纜后，MCU進(jìn)入USB MSC（大容量存儲）模式，PC可直接訪問存儲內(nèi)容；

電池管理：根據(jù)電量狀態(tài)自動切換充電/放電模式，確保穩(wěn)定運行。

四、典型應(yīng)用場景

該數(shù)據(jù)記錄器方案廣泛適用于以下領(lǐng)域：

冷鏈物流中的溫度、濕度監(jiān)控

環(huán)境監(jiān)測（空氣質(zhì)量、噪音、光照）

工業(yè)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷

科研實驗數(shù)據(jù)采集

智能農(nóng)業(yè)與遠(yuǎn)程傳感節(jié)點

五、總結(jié)

基于瑞薩RA2L2 MCU的USB數(shù)據(jù)記錄器方案，憑借其高集成度、低功耗、USB直連便捷性等優(yōu)勢，在便攜式數(shù)據(jù)采集設(shè)備開發(fā)中具有顯著競爭力。無論是用于科研、工業(yè)還是消費類項目，它都能提供穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)記錄與傳輸能力。

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