产品分类
基于R7F0C901/R7F0C902/TinySwitch-4主控器件的小无线智能抄表解决方案
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拍明
方案概述
智能抄表系统是利用当代微机技术、数字通讯技术与计量技术的完美结合，集能耗计量、数据采集、数据处理于一体。本方案推荐器件支持微功率无线抄表，RS485总线抄表，PLC电力载波抄表，红外通信等设计需求，低成本打造高可靠性、节能环保的智能抄表。
器件优势
• 高性价比MCU R7F0C901，内设32pin 48K Flash，3个UART、IIC、CSI和丰富的通信接口资源，简化系统设计，还可满足多种抄表设计需求，降低成本;
【R7F0C901/902】
产品概要
R7F0C901/902系列微控制器采用了RL78内核，在该类产品上同时实现了高速处理性能与最低的功耗，并且拥有一系列低引脚数的广阔产品阵容，适用于消费产品应用。
高精度±1%片上振荡器(TA =-20～+ 85℃)使CPU运行可达到32 MHz，同时内置了可选上电复位和看门狗定时器等功能，有助于系统实现更紧凑的尺寸和低功耗，使整个系统搭建成本更低。
该系列产品具有32引脚的HWQFN封装(5x5mm)，以及48KB至64KB的闪存阵容，更适合于通信模块和工业应用。
引脚数目/存储器容量阵容
R7F0C901/902-引脚数目/存储器容量阵容
注: 当自编程功能和数据闪存功能使用时，RAM 容量大约是3000个字节。(有关详情，请参照 RL78/G13 用户手册 硬件篇“ 第3章 ”)。
模块框图
关键特性
超低功耗科技
VDD=1.6～5.5V的单电源运行
STOP模式 : (RAM保留): 0.23 μA, (LVD 运行): 0.31μA
SNOOZE模式: 0.70 mA (UART), 1.20 mA (ADC)
运行模式 : 66 μA/MHz
16位元RL78内核
在最高运行速度32MHz下达到41DMIPS
指令执行 : 86%指令在1~2时钟周期完成
3段流水线的CISC哈佛体系结构
1时钟周期完成16位 x 16位 = 32位(无符号数或有正負符号数)
乘法累加器 : 2时钟周期完成16位 x 16位 + 32位 = 32位
1时钟周期完成16位桶式移位器的移位和旋转
单线内置片上调试功能
代码闪存
闪存 : 48 KB ~ 64 KB
块大小：1KB
内置单电源闪存(有块擦除/编程禁止功能)
自编程：具有闪存屏蔽窗口功能
数据闪存
能执行后台操作(BGO)以及能在改写数据闪存期间执行程序存储器中的指令
数据闪存：4 KB
改写次数：1,000,000次(TYP.)
改写电压：VDD=1.8～5.5V
内部RAM
4 KB
支持操作数和指令
在模式下支持数据保持
高速内部振荡器
高精度32 MHz ±1.0% (VDD=1.8～5.5V、TA=-20～+85°C)
可从32MHz/24MHz/16MHz/12MHz/8MHz/6MHz/ 4MHz/3MHz/2MHz/1MHz中选择
电源管理和复位功能
内置上电复位(POR)电路
内置电压检测(LVD)电路(从14种中选择中断和复位)
多种串行通信接口
最多3个简易I2C
最多3个CSI/SPI (7-, 8-位元)
最多3个UART (7-, 8-位元)
扩展功能定时器
多功能16位定时器： 最多8通道
12位间隔定时器：1个通道
15 kHz看门狗定时器： 1个通道(窗口功能)
丰富的模拟模块
ADC : 最多8通道, 10位分辨率, 2.1 μs转换时间
支持1.6 V
内部基准电压(1.45V)
安全功能 (符合IEC 或 UL 60730)
闪存CRC 运算
RAM 奇偶校验错误检测
RAM 写入保护功能
SFR 写入保护功能
非法存储器存取检测
频率检测功能
A/D 测试功能
输入/ 输出端口
5V耐压, 大电流 (最大单端口20mA)
能进行N沟道漏极开路、内部上拉的切换。
能连接不同电位(1.8、2.5、3V)的器件。
工作环境温度
标准 : –40～+85°C
封装与引脚
32引脚 HWQFN (5 x 5 mm, 0.5 mm 间距)
ROM、RAM容量
| 闪存ROM | 数据闪存 | RAM | R7F0C901B2, R7F0C902B2 |
|---|---|---|---|
| 32引脚 | |||
| 64 KB | 4 KB | 4 KB注 | R7F0C902B2 |
| 48 KB | 4 KB | 4 KB注 | R7F0C901B2 |
注: 当自编程功能和数据闪存功能使用时，RAM容量大约是3000个字节。（有关详情，请参照RL78/G13用户手册 硬件篇“ 第3章 ”）
功能概述
注意: 这是将外围I/O 重定向寄存器（PIOR）置“00H”时的功能概述。
| 项目 | 32引脚 | |||
|---|---|---|---|---|
| R7F0C901B2 | R7F0C902B2 | |||
| 代码闪存 (KB) | 48 | 64 | ||
| 数据闪存 (KB) | 4 | |||
| RAM (KB) | 4注1 | |||
| 存储空间 | 1 MB | |||
| 主系统时钟 | 高速系统时钟 | X1 （晶体/陶瓷）振荡、外部主系统时钟输入 (EXCLK) 1 ～ 20 MHz: VDD = 2.7 ～ 5.5 V, 1 ～ 8 MHz: VDD = 1.8 ～ 2.7 V, 1 ～ 4 MHz: VDD = 1.6 ～ 1.8 V | ||
| 高速内部 振荡器时钟 | HS（高速主）模式:1 ～ 32 MHz (VDD = 2.7 ～ 5.5 V) HS（高速主）模式:1 ～ 16 MHz (VDD = 2.4 ～ 5.5 V) HS（低速主）模式:1 ～ 8 MHz (VDD = 1.8 ～ 5.5 V) HS（低电压主）模式:1 ～ 4 MHz (VDD = 1.6 ～ 5.5 V) | |||
| 副系统时钟 | — | |||
| 低速内部振荡器时钟 | 15 kHz (TYP.) | |||
| 通用寄存器 | （8位寄存器 × 8个）×4组 | |||
| 最短指令执行时间 | 0.03125μs （高速内部振荡器时钟：fIH=32MHz 运行时） | |||
| 0.05μs （高速系统时钟：fMX=20MHz 运行时） | ||||
| 指令集 |
| |||
| I/O端口 | 合计 | 28 | ||
| CMOS 输入/输出 | 22 (N 沟道漏极开路输入/ 输出 [VDD耐圧]: 9) | |||
| CMOS 输入 | 3 | |||
| CMOS 输出 | — | |||
| N 沟道漏极开路输入/ 输出 （6V 耐圧） | 3 | |||
| 定时器 | 16位定时器 | 8个通道 | ||
| 看门狗定时器 | 1个通道 | |||
| 实时时钟(RTC) | — | |||
| 12位间隔定时器(IT) | 1个通道 | |||
| 定时器输出 | 4 个通道(PWM 输出: 3注2)， 8个通道(PWM输出: 7注2)注3 | |||
| 实时时钟输出 | — | |||
| 时钟输出/蜂鸣器输出控制器 | 2 | |||
| 2.44 kHz, 4.88 kHz, 9.76 kHz, 1.25 MHz, 2.5 MHz, 5 MHz, 10 MHz （主系统时钟：fMAIN=20 MHz 运行时） | ||||
| 8/10位分辨率 A/D 转换器 | 8个通道 | |||
| 串行接口 | CSI: 1个通道/简易 I2C: 1个通道/UART: 1个通道 CSI: 1个通道/简易 I2C: 1个通道/UART: 1个通道 CSI: 1个通道/简易 I2C: 1个通道/UART: 1个通道 | |||
| I2C bus | — | |||
| 乘法器和除法器/乘法累加器 | 16位 x 16位= 32位(无符号数或有正負符号数) 32位 ÷ 32位= 32位(无符号数) 16位 x 16位+ 32位= 32位(无符号数或有正負符号数) | |||
| DMA控制器 | — | |||
| 向量中断源 | 内部 | 23 | ||
| 外部 | 6 | |||
| 键中断 | — | |||
| 复位 |
| |||
| 上电复位电路 |
| |||
| 电压检测电路 | 上升沿: 1.67 V ～ 4.06 V (14 阶段) 下降沿: 1.63 V ～ 3.98 V (14 阶段) | |||
| 片上调试功能 | 有 | |||
| 电源电压 | VDD = 1.6 ～5.5V | |||
| 工作环境温度 | TA = –40～+85°C (2D: 消费应用) | |||
注1: 当自编程功能和数据闪存功能使用时，RAM容量大约是3000个字节。（有关详情，请参照RL78/G13用户手册 硬件篇“ 第3章 ”）。
注2: PWM输出个数因所用通道的设定（主控和从属的个数）而变。（请参照RL78/G13用户手册 硬件篇 “6.9.3 作为多重PWM 输出功能的运行”）。
注3: 当设置为PIOR0=1。
注4: 当执行指令码FFH 时，发生非法指令错误。
在通过在线仿真器或者片上调试仿真器进行仿真时，不会因执行非法指令而产生的复位。
关键应用
该产品适合于通信模块和工业应用。
产品线
| 产品名称 | 程序 存储器 (KB) | 数据存储器 （内部高速RAM） (B) | 工作电压最小值 (V) | 封装代码 | 封装 / 无铅 | 订购名称 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| R7F0C901B2DNP-C | 48 | 4K | 1.6 | PWQN0032KD-A HWQFN (5 x 5) |
(纯锡) | R7F0C901B2DNP-C#AA0 |
| 压纹带/无铅(纯锡) | R7F0C901B2DNP-C#HA0 | |||||
| R7F0C902B2DNP-C | 64 |
(纯锡) | R7F0C902B2DNP-C#AA0 | |||
| 压纹带/无铅(纯锡) | R7F0C902B2DNP-C#HA0 |
• 0-30W功率等级的AD-DC电源芯片TinySwitch-4，内置725V MOSFET，光耦反馈AC-DC芯片，高集成度让设计和布线更简单，带迟滞热关断保护，更安全可靠。
【TinySwitch-4】
带线电压补偿过载功率的高效离线式开关IC
典型待机应用
产品详情
说明
TinySwitch-4器件具备线电压补偿过载保护功能，可大幅降低在通用输入电压范围内的最大过载变化。它特别适用于PC待机和恒压适配器等应用，能够限定过载故障条件下的最大输出功率。TinySwitch-4还集成了一个725 V MOSFET，可轻易让高反射电压及高总线电压设计进行80%的降额。BP/M引脚允许向上或向下调整MOSFET电流限流点，以便设计师在不同的物理实现中优化功率输出能力及效率。导通时间延长功能可以在更低输入电压下维持输出的稳定，从而能够以更低容量的输入电容来满足维持时间。
产品特色
最低的系统成本及更出色的灵活性
采用额定值725 V的功率MOSFET
增大了BV降额裕量
线电压补偿过载功率 – 无需额外元件
大幅降低通用输入电压范围内的最大过载变化
±5%导通欠压(UV)阈值：使用一个外部电阻进行线电压检测
简单的ON/OFF控制，无需环路补偿
通过BP/M引脚电容值可选择不同的电流限流点
可允许TinySwitch-4系列相邻产品之间相互替换，而无需重新设计电路
严格的I2f参数公差范围降低系统成本
高效利用MOSFET及磁芯材料
导通时间延长 - 更低输入电压下维持输出的稳定/维持时间，可以使用更低容量的输入电解电容
自偏置：无需偏置绕组或偏置元件
频率调制降低EMI滤波成本
增强的安全及可靠性能
精确的迟滞热关断保护并具备自动恢复功能，无需人工重新复位
自动重启动功能在短路及开环故障状况下实现<3%的最大输出功率
可选择使用齐纳二极管实现输出过压关断
可选择使用一个外部电阻进行快速AC复位
元件数目很少，增强可靠性及实现单面印刷电路板的布局
高带宽提供快速的无过冲启动及出色的瞬态负载响应
EcoSmart? – 高效节能
轻松满足全球所有能效标准
在265 VAC输入时，有偏置绕组下的空载能耗<30 mW;无偏置绕组下的空载能耗<150 mW
ON/OFF控制可在极轻负载时具备恒定的效率 - 是满足强制性CEC标准及EuP待机要求的理想选择
应用
PC待机及其它辅助电源
DVD/PVR及其它低功率机顶盒
电器、工业系统、电表等使用的电源
手机/无绳电话、PDA、数码相机、MP3或便携式音频设备、剃须刀等使用的充电器/适配器
应用概述
输出功率
封装选项
| 输出功率表 | ||||
|---|---|---|---|---|
| 产品3 | 230 VAC ±15% | 85-265 VAC | ||
| 适配器2 | 峰值或 敞开式2 | 适配器1 | 峰值或 敞开式2 | |
| TNY284P/D/K | 6 | 11 | 5 | 8.5 |
| TNY285P/D | 8.5 | 15 | 6 | 11.5 |
| TNY285K | 11 | 15 | 7.5 | 11.5 |
| TNY286P/D | 10 | 19 | 7 | 15 |
| TNY286K | 13.5 | 19 | 9.5 | 15 |
| TNY287D | 11.5 | 23.5 | 7 | 18 |
| TNY287P | 13 | 23.5 | 8 | 18 |
| TNY287K | 18 | 23.5 | 11 | 18 |
| TNY288P | 16 | 28 | 10 | 21.5 |
| TNY288D | 14.5 | 26 | 9 | 19.5 |
| TNY288K | 23 | 28 | 14.5 | 21.5 |
| TNY289P | 18 | 32 | 12 | 25 |
| TNY289K | 25 | 32 | 17 | 25 |
| TNY290P | 20 | 36.5 | 14 | 28.5 |
| TNY290K | 28 | 36.5 | 20 | 28.5 |
注释:
最小连续输出功率是在典型的无风冷密闭适配器中、环境温度为+50 °C的条 件下测量得到的。使用一个外部散热片将提高输出功率的能力。
在任何设计中的最小峰值功率或在敞开式设计中的最小持续功率（参考主要 应用指南）。
封装：D:SO-8C，P: DIP-8C，K: eSOP-12B。参考元件订购信息。
设计范例
RDR-399 - <30 mW No Load, 12 W Power SupplyRDK Available
RDR-295 - 20 W Standby Power SupplyRDK Available
DER-423 - 12 W Power Factor Corrected (Valley Fill) Non-Dimmable Isolated LED Driver
产品图片
【智能抄表总线制抄表系统】
该系统将千家万户的用量与管理部门的电脑网络中心联成一体，从根本上解决了目前用水、用电、用气管理的自动化程度低,中间环节多,缴费不及时等问题。该系统具有多种通讯方式,组网方式灵活,扩充方便,从不同角度满足用户的多种需求,真正地实现了居民小区的科学化管理。
系统采用集散性结构设计,大大提高系统的可靠性和可扩容性。数据采集器与管理中心计算机的通讯采用标准RS485实现远距离的数据传输，独特灵活的组网方式,适合于各种安装使用环境。《智能抄表总线制抄表系统》软件,与本系统硬件无缝集成,共同构成一个功能强大、稳定可靠、容易管理、数据精确、可伸缩(扩展)性极强的多功能智能三表网络管理系统。
软件部分作为系统的最终实现,为用户提供了一个使用、管理本系统的重要工具,它具有以下特点: 系统以数据库为核心,提供方便的数据处理、查询、统计、报表、备份等功能。采用面向对象和模块化相结合的设计方法,支持不同客户的独特要求(如报表打印格式,操作员权限控制等)。支持客户原有综合管理系统,可以和客户原有管理系统(如物业管理系统等)集成(可提供数据库接口或者通讯接口)
责任编辑：Davia
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