為中國(guó)國(guó)網(wǎng)電表量身打造的飛思卡爾MZ系列微控制器

飛思卡爾半導(dǎo)體公司

隨著世界各國(guó)政府和企業(yè)對(duì)于建立智能電網(wǎng)來改進(jìn)電能分配和節(jié)約電能的需求不斷增大,智能電網(wǎng)作為下一代電網(wǎng)的發(fā)展模式,在全球范圍內(nèi)獲得廣泛關(guān)注。國(guó)內(nèi)對(duì)智能電網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展也愈加重視,為此中國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司(“中國(guó)國(guó)網(wǎng)”)對(duì)智能電網(wǎng)進(jìn)行了全新的規(guī)劃,2010年中國(guó)將進(jìn)入智能電網(wǎng)建設(shè)的實(shí)質(zhì)性階段。作為積極推動(dòng)中國(guó)能源管理創(chuàng)新的半導(dǎo)體廠商,飛思卡爾半導(dǎo)體為國(guó)網(wǎng)電表量身打造出新一代智能微控制器(MCU)MZ系列。這一系列MCU具備低成本和價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力,可實(shí)現(xiàn)靈活的解決方案。飛思卡爾同時(shí)提供創(chuàng)新、便捷的參考設(shè)計(jì),幫助開發(fā)人員設(shè)計(jì)出符合中國(guó)國(guó)網(wǎng)新標(biāo)準(zhǔn)的最佳方案。

國(guó)網(wǎng)新標(biāo)準(zhǔn)為單相電表設(shè)計(jì)提出一系列要求,例如增加基本計(jì)量功能,具備多種抄表通信模式,外殼模具統(tǒng)一,以及電子線路布局布線位置相對(duì)固定等。在充分研究中國(guó)國(guó)網(wǎng)新標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)單相電表設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上,飛思卡爾推出的MZ系列MCU具有以下特點(diǎn):

◆該系列8位處理器芯片集成60 KB、96 KB或128 KB閃存,提供64引腳LQFP封裝;

◆該系列32位處理器芯片集成256 KB閃存;

◆2.7～5.5 V工作電壓,-40～85℃運(yùn)行;

◆該系列中所有芯片都可以實(shí)現(xiàn)64引腳芯片完全兼容,用戶無需修改PCB布線就能進(jìn)行產(chǎn)品升級(jí);

◆提供一站式參考設(shè)計(jì),包含必要的硬件和軟件,完全符合中國(guó)國(guó)網(wǎng)電表新標(biāo)準(zhǔn),可大大簡(jiǎn)化智能電表開發(fā),加快產(chǎn)品上市速度。

飛思卡爾參考設(shè)計(jì)以64 KB EEPROM為主,附設(shè)2 MB串行Flash擴(kuò)充,可滿足那些需要增強(qiáng)外圍設(shè)備、提高性能、增加存儲(chǔ)容量和提高系統(tǒng)安全性的應(yīng)用需要;在電源設(shè)計(jì)方面,MCU主板和前端計(jì)量板直接共地,交流供電和電池供電通過簡(jiǎn)單的二極管通路切換,交流供電及電池電壓可以直接送片上ADC進(jìn)行掉電檢測(cè),可省去一般設(shè)計(jì)用于掉電檢測(cè)和電池檢測(cè)的電壓比較器;在實(shí)時(shí)時(shí)鐘方面,外置RTC芯片和MCU通過I2C總線控制,讀取時(shí)鐘參數(shù),可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)自身內(nèi)部時(shí)鐘的頻率校準(zhǔn);在計(jì)量部分,采用外置計(jì)量芯片,MCU通過SPI總線對(duì)芯片進(jìn)行配置和數(shù)據(jù)讀取,MCU軟件配合來實(shí)現(xiàn)軟件校表,實(shí)現(xiàn)電流和電壓的零偏校準(zhǔn)。此外,在數(shù)據(jù)通訊方面,RS485通信支持最高速率19 200 bps,而紅外抄表通信可支持1 200/2400 bps,載波通信基于片上硬件SCI模塊可實(shí)現(xiàn)MCU和載波模塊之間的9 600 bps串行通信。交流掉電后MCU進(jìn)入電池供電的低功耗休眠模式。通過內(nèi)部實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)器定時(shí)喚醒,整個(gè)系統(tǒng)功耗可低于7 μ A。

圖1 MZ系列一站式解決方案硬件框圖

憑借多年對(duì)智能電網(wǎng)行業(yè)的關(guān)注和研究,飛思卡爾在整合全球研發(fā)力量的基礎(chǔ)上,不斷推出能夠促進(jìn)電能管理行業(yè)發(fā)展的各種創(chuàng)新技術(shù),堅(jiān)持以開放的視野支持電能管理部門應(yīng)對(duì)電網(wǎng)改造給行業(yè)帶來的挑戰(zhàn)。飛思卡爾此次推出的電表參考設(shè)計(jì)完整解決方案,基于專為用電計(jì)量市場(chǎng)量身定制的先進(jìn)MZ系列MCU,可為開發(fā)者提供完整的即插即用解決方案,不僅能降低成本和加快面市時(shí)間,而且將加速一體化智能電網(wǎng)的建設(shè)。

關(guān)于飛思卡爾智能計(jì)量解決方案

飛思卡爾的先進(jìn)智能儀表解決方案能夠?qū)崿F(xiàn)各種計(jì)量、控制和通信功能。飛思卡爾一系列用于計(jì)量應(yīng)用的半導(dǎo)體產(chǎn)品包括:用于煤氣、水和熱能的氣體或液體流量計(jì)的超低功耗8位S08微控制器,用于單相和三相電表的高度集成的32位ColdFire MCU,用于電力線調(diào)制解調(diào)器(PLM)的56F80xx系列數(shù)字信號(hào)控制器(DSC),用于能源網(wǎng)關(guān)和寬帶路由器的基于ARM內(nèi)核的32位i.MX應(yīng)用處理器,用于篡改檢測(cè)的加速度傳感器,用于煤氣表、水表和暖氣表的氣流或水流的壓力傳感器,以及用于家域網(wǎng)的內(nèi)置MCU的ZigBee收發(fā)器。

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