原创 用于电表设计的高性能微控制器

　　随着电能计量由传统的机械式电表向电子电表转变，一些新增功能正在快速出现。如今电表设计正逐渐朝着高精度、低功耗、多功能和智能化方向发展。具有更高计量精度和自动抄表能力的新型电表—以微控制器为主控制器的全电子式电能表的解决方案正成为这一巨大电表市场的关键所在。

　　P89LPC922+PCF8576电表微控制器解决方案

　　在恩智浦（NXP Semiconductors）图1 的一应用案例解决方案架构图中可以看出，一个电子式电表的最小系统至少包括了前端模拟部分、电量存储芯片、微控制器、显示设备、实时时钟以及通信接口设备。前端模拟部分是用来进行电量计量，其结果存储在由Flash或EEPROM组成的存储器中。在这个最小系统的基础上，用户可以根据需要增加必要的接口，如网络互联接口UART、USB，以及无线连接的Bluetooth、UWB、ZigBee以及非接触式的智能卡等。此外，还具有逻辑管理和低功耗电源部件。

　　图中，MCU部分P89LPC922是增强型80C51内核的微控制器。集成多种电表应用所需的接口模块，如I2C，UART，模拟比较器等，使用户在设计系统时只要用最少的外围器件，另外还具有自动掉电检测和“在应用编程IAP”等功能。

　　LCD驱动器部分PCF8576可驱动多达160段字段的显示，并可以最多级联16颗相同的驱动芯片，使驱动的字段数可多达2560段；具备通信速度达400kHz的I2C总线接口，更方便了用户对其进行控制；内部集成振荡器、偏压电路等，可使其几乎不需要外围器件即可以工作。

　　P89LPC922+PCF8576电表微控制器解决方案不仅有LCD显示功能，还具有防窃电功能以及费率/时间/编程管理，一天内可分为峰、平、谷三种方式，具有日历、计时和自动切换功能，可根据规约实现各种编程。

　　据了解，P89LPC922的I2C总线能挂接多个I2C接口产品，如LM75、EEPROM、RTC和LCD驱动，从而减少占用的微控制器接口线，节省系统资源。RS485和红外通讯功能可通过UART切换使用，并且NXP还有用GPIO来实现UART的技术方案可供客户参考使用。自动掉电检测能在系统正常或非正常掉电时记录当时的工作状态，以便今后的检测和恢复。特别是配合以恩智浦最新的RTC芯片PCF2128/2129，可提高系统计时的精准度，达到3PPM，即每天的时钟误差小于0.5秒。

　　恩智浦专家表示，由于恩智浦拥有丰富的针对电表应用的MCU和接口产品，目前在国内已有周立功、北天星等知名的电表方案提供商，均以恩智浦电表微控制器解决方案为核心，具有强大的专业电表方案设计能力，为客户厂商提供了全面产品技术支持。因此，恩智浦核心技术的优势再加上国内方案设计供应商的优势，恩智浦电表微控制器方案成为许多国内厂商的首选，在江浙两省已获电表微控制器准入认证。

　　专为节能而设计

　　图1中P89LPC922+PCF8576电表微控制器解决方案案例架构图的设计技巧有助于工程师简化电表方案的设计、降低物料成本；依托于恩智浦广泛的产品系列，更方便于以后的产品升级；一站式的电子元器件提供商，能帮助厂商降低采购成本。

　　在这其中，还有一突出特点就是恩智浦IC产品在高效节能环保方面都有着优秀的表现，恩智浦目前已生产出4亿个GreenChip产品，使用了GreenChip芯片后，效率都能达到80%以上，恩智浦的目标是使效率能达到80%~90%。P89LPC922+PCF8576电表微控制器解决方案就是一款低功耗、低成本微控制器平台。针对不同类型的电表模块，恩智浦还有多种低功耗、低成本微控制器解决方案，丰富的软硬件更便于在微控制器平台间移植。恩智浦还提供更多适用于电表的IC套件，如接口器件、温度传感器件、LED/LCD驱动器件等。