【应用】16位低功耗MCU R7F0C902，实现低成本智能电表

时间： 2016-03-29 来源：世强

技术问答

采集器是微处理器控制的智能设备，是集抄系统的主要设备之一。其作用是采集多个表计的电脉冲信号，并转换成数字数据信息记录保存，故称数据采集器简称采集器。在系统中，它通过RS-485通信电缆或220V电力线载波与集中器通信，接收集中器发来的各种命令，向集中器传送所记录的用户表计数据及状态。采集器还可通过红外通讯接口，在现场与手抄器通信，接受手抄器发出的各种命令，传送采集器所记录的各种数据。采集器采用EEPROM组成数据存储单元，采用最新时钟芯片。它具有闰年校正，并能对千年虫问题和小于31天的月自动调整。保证在采集器掉电的情况下实时钟保存十年，数据保持40年。采集器具有复费率功能，每天最多可设定24个时段，可以按谷、平、峰、尖不同费率计费。

针对智能电表领域，瑞萨电子在电表行业中有着超过30年丰富的经验基础，且产品已应用于市场多年，有着可靠、稳定的口碑。

电力载波式采集器的应用框图

图1：电力载波式采集器的应用框图

如图1是电力载波式采集器的应用框图，该采集器系统使用瑞萨电子的R7F0C902作为主控单元，该微控制器采用RL78内核，在该类产品上同时实现了高速处理性能与最低的功耗，高精度±1%片上振荡器（TA =-20～+ 85℃）使CPU运行可达到32 MHz，同时内置了可选上电复位和看门狗定时器等功能，有助于系统实现更紧凑的尺寸和低功耗，使整个系统搭建成本更低。该产品具有32引脚的HWQFN封装(5x5mm)，以及48KB至64KB的闪存阵容，非常适合于采集器应用。

16位低功耗MCU R7F0C902主要特性

超低功耗科技

• VDD=1.6～5.5V的单电源运行

• STOP模式 : (RAM保留): 0.23 μA, (LVD 运行): 0.31μA

• SNOOZE模式: 0.70 mA (UART), 1.20 mA (ADC)

• 运行模式 : 66 μA/MHz

数据闪存

• 能执行后台操作（BGO）以及能在改写数据闪存期间执行程序存储器中的指令

• 数据闪存：4 KB

• 改写次数：1,000,000次（TYP.）

• 改写电压：VDD=1.8～5.5V

电源管理和复位功能

• 内置上电复位（POR）电路

• 内置电压检测（LVD）电路（从14种中选择中断和复位）

多种串行通信接口

• 最多3个简易I²C

• 最多3个CSI/SPI (7-, 8-位元)

• 最多3个UART (7-, 8-位元)

安全功能 (符合IEC 或 UL 60730)

• 闪存CRC 运算

• RAM 奇偶校验错误检测

• RAM 写入保护功能

• SFR 写入保护功能

• 非法存储器存取检测

• 频率检测功能

• A/D 测试功能

工作环境温度

• 标准 : –40～+85°C

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红海 Lv4. 资深工程师 2018-09-29

有参考价值
serena Lv7. 资深专家 2018-09-14

不错

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低电压检测电路和POR电路很相似，也是监视MCU工作电压的电路。只是LVD是把工作电压和一个用户设定的检测电压相比较，然后根据比较的结果，决定是产生一个内部复位信号，还是产生一个内部中断信号。LVD有一个优点，就是允许用用户设置选项字节，检测电压的值，可以选择的值有14种。RL78系列MCU的LVD有3种工作模式：1）中断和复位模式。当工作电压VDD小于电压阈值时，先产生一个中断，然后，再进入内部复位。当VDD大于或等于电压阈值时，解除内部复位。2）复位模式。当VDD小于电压阈值时，产生内部复位。当VDD大于阈值时，解除内部复位。3）中断模式。在VDD下降期间，如果VDD小于电压阈值，就产生一个内部中断。此外，在VDD上升期间，也产生一个内部中断。

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EEL为EEPROM仿真库，用户可使用此库来访问数据内存区，该方法类似于访问外部EEPROM，使用此库时，不用管理对数据区闪存写和擦除操作，其占用flash容量大，需配合FDL库来操作；FDL为数据存储区仿真库，可通过此库操作数据区，需要人为定义地址和数据长度，占用flash空间较EEL略少，但占用RAM大； FSL为程序存储区存储区仿真库，客户可使用此库访问程序存储区，一般用于程序自升级操作。

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RL78产品中，在Flash中有一块名字为Mirror Area的区域，这一块区域的作用是什么？

通常分配在程序闪存中的常数必须用FAR寻址方式，也就是要用到ES寄存器。这种方法的缺点是会降低程序执行的速度。为了克服这个缺点，RL78采用了一个镜像区域，用于把一个特殊程序闪存区域拷贝到高64KB范围，并允许快速16位RAM访问那些在程序闪存中的常数。镜像区域的大小取决于RAM的大小。例如，一个有1.8Kb RAM的芯片，最大镜像区域是58.25KB，一般来说，RAM越大，镜像区域就越小。

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