为中国国网电表量身打造的飞思卡尔MZ系列微控制器

飞思卡尔半导体公司

随着世界各国政府和企业对于建立智能电网来改进电能分配和节约电能的需求不断增大,智能电网作为下一代电网的发展模式,在全球范围内获得广泛关注。国内对智能电网的建设和发展也愈加重视,为此中国国家电网公司(“中国国网”)对智能电网进行了全新的规划,2010年中国将进入智能电网建设的实质性阶段。作为积极推动中国能源管理创新的半导体厂商,飞思卡尔半导体为国网电表量身打造出新一代智能微控制器(MCU)MZ系列。这一系列MCU具备低成本和价格竞争力,可实现灵活的解决方案。飞思卡尔同时提供创新、便捷的参考设计,帮助开发人员设计出符合中国国网新标准的最佳方案。

国网新标准为单相电表设计提出一系列要求,例如增加基本计量功能,具备多种抄表通信模式,外壳模具统一,以及电子线路布局布线位置相对固定等。在充分研究中国国网新标准有关单相电表设计要求的基础上,飞思卡尔推出的MZ系列MCU具有以下特点:

◆该系列8位处理器芯片集成60 KB、96 KB或128 KB闪存,提供64引脚LQFP封装;

◆该系列32位处理器芯片集成256 KB闪存;

◆2.7～5.5 V工作电压,-40～85℃运行;

◆该系列中所有芯片都可以实现64引脚芯片完全兼容,用户无需修改PCB布线就能进行产品升级;

◆提供一站式参考设计,包含必要的硬件和软件,完全符合中国国网电表新标准,可大大简化智能电表开发,加快产品上市速度。

飞思卡尔参考设计以64 KB EEPROM为主,附设2 MB串行Flash扩充,可满足那些需要增强外围设备、提高性能、增加存储容量和提高系统安全性的应用需要;在电源设计方面,MCU主板和前端计量板直接共地,交流供电和电池供电通过简单的二极管通路切换,交流供电及电池电压可以直接送片上ADC进行掉电检测,可省去一般设计用于掉电检测和电池检测的电压比较器;在实时时钟方面,外置RTC芯片和MCU通过I2C总线控制,读取时钟参数,可实现单片机自身内部时钟的频率校准;在计量部分,采用外置计量芯片,MCU通过SPI总线对芯片进行配置和数据读取,MCU软件配合来实现软件校表,实现电流和电压的零偏校准。此外,在数据通讯方面,RS485通信支持最高速率19 200 bps,而红外抄表通信可支持1 200/2400 bps,载波通信基于片上硬件SCI模块可实现MCU和载波模块之间的9 600 bps串行通信。交流掉电后MCU进入电池供电的低功耗休眠模式。通过内部实时计数器定时唤醒,整个系统功耗可低于7 μ A。

图1 MZ系列一站式解决方案硬件框图

凭借多年对智能电网行业的关注和研究,飞思卡尔在整合全球研发力量的基础上,不断推出能够促进电能管理行业发展的各种创新技术,坚持以开放的视野支持电能管理部门应对电网改造给行业带来的挑战。飞思卡尔此次推出的电表参考设计完整解决方案,基于专为用电计量市场量身定制的先进MZ系列MCU,可为开发者提供完整的即插即用解决方案,不仅能降低成本和加快面市时间,而且将加速一体化智能电网的建设。

关于飞思卡尔智能计量解决方案

飞思卡尔的先进智能仪表解决方案能够实现各种计量、控制和通信功能。飞思卡尔一系列用于计量应用的半导体产品包括:用于煤气、水和热能的气体或液体流量计的超低功耗8位S08微控制器,用于单相和三相电表的高度集成的32位ColdFire MCU,用于电力线调制解调器(PLM)的56F80xx系列数字信号控制器(DSC),用于能源网关和宽带路由器的基于ARM内核的32位i.MX应用处理器,用于篡改检测的加速度传感器,用于煤气表、水表和暖气表的气流或水流的压力传感器,以及用于家域网的内置MCU的ZigBee收发器。

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