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某机房电能表设计之四:MCU系统设计

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 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¥

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:

 

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。

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:

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

 

 

6主要器件清单