飛思卡爾半導體公司

隨著世界各國政府和企業(yè)對于建立智能電網來改進電能分配和節(jié)約電能的需求不斷增大,智能電網作為下一代電網的發(fā)展模式,在全球范圍內獲得廣泛關注。國內對智能電網的建設和發(fā)展也愈加重視,為此中國國家電網公司(“中國國網”)對智能電網進行了全新的規(guī)劃,2010年中國將進入智能電網建設的實質性階段。作為積極推動中國能源管理創(chuàng)新的半導體廠商,飛思卡爾半導體為國網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具備低成本和價格競爭力,可實現(xiàn)靈活的解決方案。飛思卡爾同時提供創(chuàng)新、便捷的參考設計,幫助開發(fā)人員設計出符合中國國網新標準的最佳方案。

國網新標準為單相電表設計提出一系列要求,例如增加基本計量功能,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固定等。在充分研究中國國網新標準有關單相電表設計要求的基礎上,飛思卡爾推出的MZ系列MCU具有以下特點:

◆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℃運行;

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

◆提供一站式參考設計,包含必要的硬件和軟件,完全符合中國國網電表新標準,可大大簡化智能電表開發(fā),加快產品上市速度。

飛思卡爾參考設計以64 KB EEPROM為主,附設2 MB串行Flash擴充,可滿足那些需要增強外圍設備、提高性能、增加存儲容量和提高系統(tǒng)安全性的應用需要;在電源設計方面,MCU主板和前端計量板直接共地,交流供電和電池供電通過簡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進行掉電檢測,可省去一般設計用于掉電檢測和電池檢測的電壓比較器;在實時時鐘方面,外置RTC芯片和MCU通過I2C總線控制,讀取時鐘參數,可實現(xiàn)單片機自身內部時鐘的頻率校準;在計量部分,采用外置計量芯片,MCU通過SPI總線對芯片進行配置和數據讀取,MCU軟件配合來實現(xiàn)軟件校表,實現(xiàn)電流和電壓的零偏校準。此外,在數據通訊方面,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進入電池供電的低功耗休眠模式。通過內部實時計數器定時喚醒,整個系統(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

憑借多年對智能電網行業(yè)的關注和研究,飛思卡爾在整合全球研發(fā)力量的基礎上,不斷推出能夠促進電能管理行業(yè)發(fā)展的各種創(chuàng)新技術,堅持以開放的視野支持電能管理部門應對電網改造給行業(yè)帶來的挑戰(zhàn)。飛思卡爾此次推出的電表參考設計完整解決方案,基于專為用電計量市場量身定制的先進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間,而且將加速一體化智能電網的建設。

關于飛思卡爾智能計量解決方案

飛思卡爾的先進智能儀表解決方案能夠實現(xiàn)各種計量、控制和通信功能。飛思卡爾一系列用于計量應用的半導體產品包括:用于煤氣、水和熱能的氣體或液體流量計的超低功耗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,用于電力線調制解調器(PLM)的56F80xx系列數字信號控制器(DSC),用于能源網關和寬帶路由器的基于ARM內核的32位i.MX應用處理器,用于篡改檢測的加速度傳感器,用于煤氣表、水表和暖氣表的氣流或水流的壓力傳感器,以及用于家域網的內置MCU的ZigBee收發(fā)器。

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