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海速芯低功耗8位MCU TM52F1376在智能电源板上的应用

国芯思辰(深圳)科技有限公司 2022-05-06 10:48 次阅读

智能电源板(主从插座智能控制)是一种非常流行的家用电器。它专为智能设备设计,通常还带有USB接口可以直接为智能设备充电,较于传统的国标五孔电源板,新型智能电源板在外观、性能上做了更多的改进。

大部分智能电源板将传统国标五孔插孔与USB接口融为一体,提升空间利用率与工作效率,使其更符合当代人的使用习惯。当连接到主插座的设备开启或关闭时,MCU可自动打开或关闭连接到从属插座的设备的电源,通过这种方式实现家用电器的联动和节省电能等优势。它广泛应用于所连接设备的智能联动控制,如带外围设备的主机、带机顶盒和路由器的电视等家用电器。

针对当前市面智能电源板产品效率低、功耗高等弊端,本文提供了一种基于8位MCU的智能电源板应用方案,所选的主控芯片是海速芯低功耗8051架构的8位MCU TM52F1376。

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首先,介绍本设计的主要电气参数:额定输入电压为220VAC,额定电流为10A,额定功率不超过2000W。符合市面上通用电源板的参数标准,具有良好的通用性;其从属插座电源ON-OFF控制方法为继电器控制,ON-OFF延迟设置不超过100ms,以实现较快的控制响应。硬件设计:本方案的硬件设计主要包含以下几部分电路:电源电路、从电源控制电路(继电器驱动)、能量计量电路、主电源控制电路(继电器驱动)。
设计中有一个低成本的RC降压电路,可将220VAC电压转换为24VDC电压,然后将其提供给继电器。此外,降压电路将24VDC电压降至5VDC电压,然后将其提供给MCU和低成本单相有功电能计量芯片;设计中包含两个单继电器。一个控制主出口电源,另一种是控制为所有从属插座供电。电能计量芯片检测主电源插座中设备的有功功率,并通过脉冲将能量信号发送给TM52F1376。TM52F1376接收脉冲并计算控制继电器的功率值,既提高了工作效率,也降低了产品功耗。得益于TM52F1376的紧凑型封装,可大幅降低PCB空间,从而降低产品设计尺寸;同时,TM52F1376微控制器实现了业内较低的电流消耗(CPU:2.6mA/Hz,待机:23uA@5V;5.5uA@3V),在智能电源板设计应用时,能够显著降低产品对电能的消耗。软件设计:整个系统的任务如下:复位/初始化任务,空闲任务,测量超时任务,测量数据处理任务,从控制任务,异常处理任务。海速芯TM52F1376微控制器主要特点:●标准8051指令集,快速的机器周期指令执行比传统8051快六倍●FLASH程序存储器16K字节闪存程序存储器支持ICP(在线编程)或ISP(在系统编程)的闪存程序码在IAP(在应用编程)模式可以作为EEPROM,以字节的方式存取程序码保护功能内建IAP防死机看门狗模式至少1,000次的擦写次数至少10年的数据保存时间●128字节EEPROM数据存储器至少5万次的擦写次数至少10年的数据保存时间●总计512字节SRAM(IRAM+XRAM)●4种系统时钟类型选择,8051标准定时器,15位Timer3●最大30可编程I/O引脚●独立的RC振荡看门狗定时器●工作温度范围–40℃~+85℃

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