【应用】支持4us快速唤醒低功耗MCU助力烟雾报警器
本文介绍了基于RL78/I1D和光电传感器的烟雾报警器方案。
RL78/I1D MCU的特性
RL78/I1D MCU适合于低功率传感器和检测器的应用场景,其自带运算放大器,12位ADC和窗口比较器。支持低功耗模式(124uA@1MHz)和4us快速唤醒。
RL78系列MCU从CPU工作模式设计上保证了极低的功耗,平均功耗为45.5uA/MHz,其特有SNOOZE模式,能够在休眠模式下无需唤醒CPU来使ADC和UART工作,这样极大的降低了系统功耗,仅为运行模式下功耗的1/10。
RL78系列的IO口管脚配置兼容,能够在不改变PCB版图和软件代码的情况下替换同系列的MCU。
RL78系列MCU集成复位电路,低压检测电路,看门狗电路,高精度晶振电路(1%),片上flash,温度传感器,使电路设计更加简洁,稳定性高,安全性强。支持CRC硬件检验支持,RAM校验,非法内存访问检测。
系统功能和原理
烟雾报警器的原理如图所示:
烟雾检测原理示意图
当没有烟雾时,红外发射器发射的光不会被红外接收器接收。当烟雾的浓度达到一定值时,烟雾颗粒的散射将触发红外接收器。检测器每2秒检测一次烟雾,当烟雾浓度低于阈值时,MCU进入休眠模式(15kHz内部晶振模式工作)。当烟雾的浓度达到报警值时,烟雾报警器进入报警模式,LED灯闪烁和蜂鸣器鸣叫。
电路介绍
如图所示是系统的框图,重点介绍系统的红外报警电路部分。
系统框图
红外发射电路
系统的红外发射电路由红外发射LED,三级管和其他部件组成,MCU通过IO口 IR__TRAN来控制LED的关断。
红外接收和信号放大电路
图中的MCU OPA0和MCU OPA3是MCU内置的运算放大器,它们将红外接收器接收到的信号进行放大,送到MCU的ADC端口进行采样。通过比较采样值和阈值的大小来判断是否有烟雾。
软件介绍
如图所示是MCU的软件框图
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