某机房电能表设计之四:MCU系统设计
0赞2.3 MCU选型
MCU是系统的重要部分,完成数据采集,信号采集,算法计算,显示以及一些其他的通信控制等。
MCU设计需要注意的是ESD防护,电磁防护等。解决这一点的主要办法在电路设计需要考虑,此外可以考虑外部增加复位IC,如MAX708等。
常用的MCU如以下:
|
型号 |
厂家 |
Flash |
Ram |
LCD |
电压 |
串行接口 |
封装 |
参考价格 |
|
MC9RS08LA8 |
FSL |
8 |
0.256 |
8X21 |
2.7-5.5 |
SCI SPI |
LQFP48 |
0.99$ |
|
MC9S08LL16CLH |
FSL |
16 |
2 |
8*36/4*28 |
1.8-3.6 |
SCI,SPI,IIC |
LQFP64 |
1.61$ |
|
MC9S08LL36CLH |
FSL |
36 |
4 |
8*36/4*28 |
1.8-3.6 |
2SCI,SPI,IIC |
LQFP64 |
1.96$ |
|
MC9S08LL64CLH |
FSL |
64 |
4 |
8*36/4*28 |
1.8-3.6 |
2SCI,SPI,IIC |
LQFP64 |
1.96$ |
|
STM8L152C6T6 |
ST |
32 |
2 |
4x28 |
1.8-3.6 |
I2C,IrDA,SPI,UART/USART |
LQFP48 |
10¥ |
表5 MCU参数表
如上图所示,由于STM8L抗干扰不如MC9S,综合本项目,选择MC9S08LL16。
该单片机有16K的flash,2Kram,LCD驱动可以配置成8*36或者4*28;其内部框图如下:

图11 MC9S08LL16结构图
2.4显示
系统显示预计采用段式LCD进行驱动,采用段式液晶,显示字符较大,显示角度较宽,功耗较低。
下图为深圳普瑞翔所生产的段码液晶,可以采用分时显示的方式分别显示两组电流值与功率值。其批量价格(小批500-1K)为11.2元。

图12 段式液晶
2.5存储
系统需要进行存储的数据有电量、开关量以及日期等信息。因此需要增加一块非易失性存储器,可以选用Flash、Eeprom、FRAM等。由于本系统存储的数据不多,因此采用EEPROM就可以满足要求。本设计拟采用价格较为便宜的AT24C16。
2.6RS485通信接口
RS485的物理通信接口比较简单,常用的RS485接口芯片有 ADI德ADM14X,TI的65HVD3082,SN75176等。
多个IC相比较而言,SN75176B具有较好的价格。因此可以采用SN75176B来作为485的电平转换IC。支持32个节点。其典型应用电路图如下:

图13 RS485典型应用电路图
2.7温度采集与门磁采集
温度采集可以采用专门的数字温度传感器,也可以采用热电偶等模拟处理方案,由单片机内置的ADC进行采样即可。
门磁采集可以采用单片机的GPIO或者中断管脚即可实现。
2.8主料BOM分析
|
Part |
Price |
|
MC9S08LL16 |
|
|
ADE7755 |
|
|
AT24C16 |
|
|
SN75176 |
|
|
互感器 |
|
|
液晶 |
|
表6主要器件清单
