【经验】RL78如何实现通过降低传感器功耗来节省工厂维护成本

时间： 2019-03-20 来源：Renesas

技术问答

在文章【经验】通过降低传感器功率消耗来节省工厂维护成本，在待机状态下RL78/G11的CPU也能进行异常检测和警报输出中

有谈到关于RL78的CPU在工业工厂和厂房中，希望降低环境传感器系统的维护成本时，可以通过降低传感器功耗来实现。本文我们将继续来谈谈瑞萨电子的产品是如何做到的吧。

以每10秒进行一次测量的系统为例，在待机状态下，需要测量时间间隔（10秒）。也就是说，必须要有一组保持运行状态的定时器。除此之外，待机模式必须能够处理外部信号输入（外部中断或串行数据）。测量的操作状态和待机状态的范例如（图1）所示。

图1 测量操作和待机期间的处理流程

G11待机功能的说明如下。G11提供三种不同的待机模式，分别称为HALT，STOP和SNOOZE（图2）。

图2 RL78/G11 的三种待机模式

HALT模式从CPU的Run模式进入，当收到中断时，CPU返回Run模式。在HALT模式下，几乎所有外围功能都可以操作。

STOP模式与HALT模式一样是从CPU的Run模式进入的，当收到中断时，CPU返回Run模式。某些定时器、安全功能和DOC（数据操作电路）在此模式无法使用，但其他外围功能仍可操作。

SNOOZE模式是一种特殊模式，当微控制器接收到串行数据，A/D转换结束信号，或DTC（Data Transfer Controller，数据传输控制器）启动源请求时，系统从STOP模式进入SNOOZE模式。如果产生中断，CPU会被唤醒，否则微控制器还是返回STOP模式。SNOOZE模式是一种可以进行串行数据通讯、A/D转换和缓存器设置（DTC 的缓存器重写）的待机模式，该模式下并不会唤醒CPU。

微控制器的功耗取决于模式，通常可以如下排序：

STOP < SNOOZE < HALT < CPU RUN

功耗往右侧是增加。Run模式和STOP模式之间，操作电流（电源的电流特性）的比较，结果如下。

CPU Run模式：1.4 mA（24 MHz操作，HS模式，-40ºC至+85ºC，典型值）

STOP模式：0.25μA（+25ºC，典型值）

在此可以看出，STOP 模式下的电流消耗仅为Run模式的0.02％。

在G11的STOP模式下，可以进行间隔定时器的操作。间隔定时器用于定期从停止模式返回到Run模式，来获取粉尘传感器数据。外部信号输入可以通过STOP和SNOOZE模式的组合来处理，进而可以满足来自外部系统的测量结果查询需求。G11提供的ELC（Event Link Controller，事件链接控制器）和DTC功能，可用于检测外部中断，操作间隔定时器和使用比较器匹配。

快速异常检测和无延迟处理

本节介绍检测到错误（异常）时的处理方法。

制造厂房中的环境传感器，检测到异常情况时，可能的处理流程如（图3）所示。图中所示的步骤，需要以最小的延迟执行，即使微控制器当时处于待机模式也是一样。

图3 检测到异常时的处理步骤

例如，在以10秒间隔进行测量的系统中，如果在测量完成后立即发生异常（CPU从Run变为Standby），则在最糟糕的情况下，CPU可能不会在10秒内唤醒（图4（a））。对于要确保对异常的快速反应，这就是个问题。因此，CPU在停止（待机状态）时也能够进行异常检测的系统，就会受到期待。使用G11时，STOP和SNOOZE模式的组合，可用于监控传感器输出，并在待机期间也能触发警报信号（图4（b））。

图4 检测到异常时的CPU操作

（图5）标出了利用G11的外围功能，进行异常检测的方法。在图（5（b））中，DOC在没有CPU干预的情况下，执行16位比较、加法和减法。在（图5（a）和（b））中，DTC执行缓存器操作，例如在CPU停止期间进行内存之间的数据传输。G11还提供中断标志输出功能，输出INTFO信号。通过这些功能的适当组合，可以在不唤醒CPU的情况下输出警报信号。

图5 使用RL78/G11外围进行异常检测

当异常检测和或警报输出完成时，微控制器返回CPU Run模式。由于诸如切换频率，和等待芯片内置振荡器稳定的过程，这种类型的唤醒操作，通常需要几十微秒。但是，使用G11，通过选择合适的工作时钟频率，以及正确的闪存操作模式，CPU唤醒时间可以缩短到4到5微秒。

异常检测和警报信号输出的同时系统会产生一次中断，可以快速触发唤醒 CPU，以便顺利进行后续处理。虽然可能有些情况下，需要对异常做出更直接的反应，但在大多数情况下，5微秒的反应时间已经够短了。

瑞萨电子网站上提供的文件和有用的工具

这里描述的方法，也就是将微控制器的待机功能，用于环境传感器系统上的方法，也可以应用于其他类型的系统。为了推广G11待机功能的理解和运用，瑞萨电子在其网站上提供了应用说明和范例程序代码。

同时，瑞萨电子还向用户免费提供一套易于使用的可视化程序设计工具——Applilet EZ PL for RL78（版本2.00）。逻辑电路、定时器、一般用途逻辑、微控制器功能等，都在GUI面板上显示，并且可以加以组合，来创建微控制器程序。使用精灵格式（wizard format）也可以轻松完成待机功能设置。

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目录- RL78家族特点通用型MCU LCD MCU ASSP 智能模拟汽车开发环境&开发工具解决方案产品一览表封装

型号- R5F104PFAFA,R5F101PHAFB,R5F104PFAFB,R5F10BAFLSP,R5F101PHAFA,R5F113TJLFB,R5F110MEAFB,R5F10JGCAFB,R5F10AACLSP,R5F10AGCLNA,R5F111MHAFB,R5F10WMGAFA,R5F10WMGAFB,R5F101ACASP,R5F104JHAFA,R5F101JJAFA,R5F104BDANA,R5F101BFANA,R5F10PADLSP,R5F1006EASP,R5F101FDAFP,R5F100LJAFA,R5F100LJAFB,R5F100JGAFA,R5F101LCABG,R5F104CFALA,R5F1018CALA,R5F100BCANA,R5F10Y14ASP,R5F100FLAFP,RL78-S2,R5F100EHANA,R5F11MMDAFB,R5F10PGFLFB,R5F100MKAFB,R5F100MKAFA,R5F100CEALA,R5F10BLELFB,R5F100FAAFP,R5F104AAASP,R5F100SJAFB,RL78/F1X,R5F113GLLFB,R5F10BGFLNA,R5F10WLEAFB,R5F104GCAFB,R5F10KGCANA,R5F10WLEAFA,R5F101GCANA,R5F110PJAFB,R5F11BGEAFB,R5F10369ASP,R5F10BMFLFB,R5F100EGANA,R5F113MKLFB,R5F104LJAFP,R5F100GJANA,R5F10278ANA,R5F100MLAFB,R5F1176AGSP,R5F11FLLANA,R5F100FKAFP,R5F100CFALA,R5F10AGELFB,R5F111NGALA,R5F104LJAFA,R5F104LJAFB,R5F10JBCANA,R5F104LHALA,R5F100MLAFA,R5F101SLAFB,R5F101GFAFB,R5F10ALCLFB,R5F10WLFAFB,R5F104BFAFP,R5F104GDAFB,R5F10WLFAFA,R5F11EF8AFP,R5F10PPHLFB,R5F104GLANA,R5F10BGGLNA,R5F1017AANA,R5F10AADLSP,R5F10RFCAFP,R5F110MFAFB,R5F101LLAFA,R5F104JGAFA,R5F104BCANA,R5F1006DASP,R5F10NLE/G,R5F1008AALA,R5F101FEAFP,R5F110NEALA,R5F100AAASP,R5F104GAANA,R5F10RF8AFP,R5F11EAAASP,R5F100JHAFA,R5F10MPEDFB,R5F100BDANA,R5F104CEALA,R5F104MKAFA,R5F10MPGDFB,R5F104MKAFB,R5F10PGELFB,R5F113GKLNA,R5F11MMEAFB,R5F100GLANA,R5F10367ASP,R5F100MJAFA,R5F100MJAFB,R5F10AGGLFB,R5F117BAGFP,R5F10NPJDFB,R5F100LJABG,R5F100GDAFB,R5F104LLAFB,R5F104LLAFA,R5F104LJALA,R5F100SKAFB,R5F101GDANA,R5F10PPJLFB,R5F101PGAFA,R5F10277ANA,R5F10BAELSP,R5F113TKLFB,R5F101PGAFB,R5F101LEABG,R5F10AGDLNA,R5F100GAANA,R5F10NMJ/G,R5F107AEMSP,RL78/G10,R5F101BEANA,RL78/G11,R5F10PMFLFB,RL78/G12,RL78/G13,RL78/G14,R5F101GGAFB,R5F104BEAFP,R5F104FCAFP,R5F101CGALA,R5F100JFAFA,R5F113TLLFB,R5F101LDABG,R5F10BADLSP,R5F11BLCAFB,RL78/G1A,RL78/G1C,RL78/G1D,RL78/G1E,RL78/G1F,RL78/G1G,RL78/G1H,R5F117GAGFB,R5F10BLFLFB,R5F101AAASP,R5F10PMELFB,R5F101BDANA,R5F10RLAAFB,R5F101FFAFP,R5F10AAELSP,R5F10EGAAFB,R5F100BEANA,R5F101CFALA,R5F104FDAFP,R5F10RLAAFA,R5F10Y16ASP,R5F104CDALA,R5F10368ASP,R5F10PGDLFB,R5F104MLAFB,R5F10BMGLFB,R5F11MMFAFB,R5F100GKANA,R5F104MLAFA,R5F101JKAFA,R5F101LCAFA,R5F11768GSP,R5F101LCAFB,R5F100CGALA,R5F10AGFLFB,R5F111NHALA,R5F101GEANA,R5F110PHAFB,R5F100GCAFB,R5F104LKAFB,RL78/F12,RL78/F13,R5F101SKAFB,R5F11B7CANA,R5F11CBCGNA,RL78/F14,R5F104LKAFA,RL78/F15,R5F100SLAFB,R5F1018DALA,R5F104GEAFB,RL78/G1X,R5F10WLGAFA,R5F10WLGAFB,R5F11BGCAFB,R5F101EHANA,R5F101LFABG,R5F104LHAFP,R5F10FMCAFB,R5F10Y46ASP,R5F11BLEAFB,R5F100LCABG,R5F104BGANA,R5F10AGCLFB,R5F10JGCANA,R5F104JEAFA,R5F110PGAFB,R5F104LHAFB,R5F104LHAFA,R5F100PHAFA,R5F100PHAFB,R5F101GHAFB,R5F104LFALA,R5F10PPFLFB,R5F10268ASP,R5F113TGLFB,R5F10BGCLNA,R5F104FJAFP,R5F100JJAFA,R5F113GLLNA,R5F104MJAFA,R5F100ACASP,R5F104MJAFB,R5F10ABDLNA,R5F102A8ASP,R5F1016EASP,R5F101LEAFB,R5F101LEAFA,R5F101PKAFA,R5F101PKAFB,R5F100FDAFP,R5F111NEALA,R5F10PGFLNA,R5F101FGAFP,R5F100GEAFB,R5F10BGFLFB,R5F101MFAFA,R5F104EFANA,R5F101MFAFB,R5F11MPFAFB,R5F100BFANA,R5F104GKAFB,R5F10E8DALA,R5F10AAALSP,RL78/I1A,RL78/I1B,RL78/I1C,RL78/I1D,R5F101LDAFA,RL78/I1E,R5F104ACASP,R5F101LDAFB,R5F101JLAFA,R5F101GFANA,R5F101EGANA,R5F11MPEAFB,R5F104GLAFB,R5F104GAAFB,R5F104LGAFP,R5F10RBAAFP,R5F10WLCAFA,R5F10WLCAFB,R5F111MEAFB,R5F10PGHLFB,R5F113LLLFB,R5F101BCANA,R5F104LGAFB,R5F107ACMSP,R5F104BFANA,R5F10WMDAFB,R5F11CBCMNA,R5F100FCAFP,R5F104LGAFA,R5F10WMDAFA,R5F100PGAFA,R5F100SHAFB,R5F104LEALA,R5F100PGAFB,R5F10PPELFB,R5F101CEALA,R5F10BGDLNA,R5F113THLFB,RL78/I1X,R5F100ADASP,R5F10ABELNA,R5F10WLDAFB,RL78/L1A,R5F100GDANA,R5F11FLJANA,R5F101LFAFB,RL78/L1C,R5F100FEAFP,R5F100EAANA,R5F101LFAFA,R5F10PGELNA,R5F101FHAFP,R5F10BGGLFB,R5F117BAGNA,R5F101CDALA,R5F11MPGAFB,R5F10RLCAFA,R5F104EGANA,R5F10RLCAFB,R5F10WLDAFA,R5F100BGANA,R5F11EFAAFP,R5F100LKAFA,R5F11EA8ASP,R5F111MGAFB,R5F104GJANA,R5F10AGDLFB,R5F10EGCAFB,R5F10WMFAFA,R5F10WMFAFB,RL78/L1E,R5F10MMEDFB,R5F10BLDLFB,R5F111NFALA,R5F101GGANA,R5F11BCEALA,R5F104LGALA,R5F1007EANA,R5F10267ASP,R5F100LKAFB,R5F110PFAFB,R5F104CGALA,R5F10BMELFB,R5F10PPGLFB,RL78/L1X,R5F101EFANA,R5F10PAELSP,R5F100LLAFB,R5F10AGALNA,R5F10PGGLFB,R5F111MFAFB,R5F100LLAFA,R5F104EHANA,R5F104GKANA,R5F102A9ASP,R5F113LKLFB,RY7011A0000DZ00,R5F10EGDAFB,R5F101PJAFA,R5F101PJAFB,R5F10A6ALSP,R5F10KBCAFP,R5F10WMEAFA,R5F104JFAFA,R5F10BLCLFB,R5F117BCGFP,R5F104BEANA,R5F1006CASP,R5F100GFAFB,R5F101GJAFB,R5F10WMEAFB,R5F100PFAFB,R5F101MGAFB,R5F10BGELNA,R5F100PFAFA,R5F10266ASP,R5F10RLAANB,R5F110PEAFB,R5F1018AALA,R5F101MGAFA,R5F100AEASP,R5F10EGAANA,R5F101LGABG,R5F10E8EALA,R5F10FMDAFB,R5F10Y47ASP,R5F104BGAFP,R5F10279ANA,R5F10BAGLSP,R5F113MLLFB,R5F10PGDLNA,R5F100GCANA,R5F111PJAFB,R5F11FLKANA,R5F11BBEAFP,R5F101JCAFA,R5F1026AASP,R5F10RJAAFA,R5F104FAAFP,R5F10NMJDFB,R5F107DEMSP,R5F110NJALA,R5F100MFAFB,R5F100MFAFA,R5F1037AANA,R5F1007CANA,R5F111PGAFB,R5F10A6CLSP,R5F10PMJLFB,R5F100GHAFB,R5F10BBDLNA,R5F10BGCLFB,R5F104GFANA,R5F100LFABG,R5F104MGAFB,R5F104MGAFA,R5F101GHANA,R5F104ECANA,R5F104LEAFP,R5F101EEANA,R5F10RBCAFP,R5F104AFASP,R5F104PKAFB,R5F101BAANA,R5F100GEANA,R5F104LEAFA,RL78/G1,R5F104LEAFB,R5F104FGAFP,R5F101GKAFB,R5F101JEAFA,R5F11BBCAFP,R5

选型指南 - RENESAS - R01CP0003EJ0401 PDF 中文下载

【产品】瑞萨工作频率为16MHz的小型触摸微控制器RL78/G16，具有复位功能、比较器、数据闪存和电容式触摸传感器功能

RL78/G16是瑞萨电子小型的通用微控制器（MCU），工作频率为16MHz。与RL78/G15 MCU类似，它针对8位MCU应用进行了优化，其电容式触摸传感器功能和安全特性使其适用于广泛的应用，包括家用电器、照明控制、传感器控制、逆变器、风扇控制等。

产品发布时间 : 2023-07-21

当目标MCU没有镜像区时，怎么解决Renesas RL78 CC-RL编译器中的以下错误？“E0562320：区域溢出超出范围：".const"”＆“ F0563140：输入设备文件中没有“镜像”区域信息”

对于CC-RL，const默认处理为near属性，因此它在.const部分中分配。但是，由于目标RL78微控制器没有镜像区域，因此无法分配.const部分并生成错误信息。在这种情况下，请指定编译器-far_rom选项。这使得ROM数据成为far属性，输出部分变为.constf。

技术问答发布时间 : 2020-04-23

使用E1仿真器在CS +环境中调试瑞萨RL78系列MCU时，在下载程序后执行程序时会显示以下错误消息：Executing program failed. [Direct Error Cause] No responce from the CPU. Please confirm the signal of the CLOCK or RESET and so on.(E1200416) 有没有解决方法？

请检查以下内容：1、E1或E20仿真器与微控制器之间的电线连接是否与推荐的电路不同？电线连接与推荐电路不同时，无法正确进行通信。2、时钟设置是否正确？使用外部时钟时，需要在调试工具属性的[连接设置]选项卡中提供的[时钟]类别中设置时钟。3、是否分配了调试器要使用的堆栈区域？E1/E20仿真器需要4字节的堆栈区域。设置一个堆栈指针，并估计（用户程序占用的堆栈区域）的数量+ 4个字节。

技术问答发布时间 : 2020-04-14