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EZ-0011:8位MCU LED照明控制方案

作者:时间:2011-10-15来源:网络收藏

Renesas公司的78K0/Ix2 8位单片微控制器系列包括78K0/IY2、78K0/IA2和78K0/IB2,采用78K0 CPU内核,高速时钟可达10MHz,电源电压VDD为2.7V至5.5V,VDD为5V时的工作模式电流为350μA,STOP模式的电流为0.58μA,主要用于控制。本文介绍了78K0/Ix2 8位单片微控制器的主要特性、方框图,以及78K0/IB2 PFC 评估板的主要特性、系统框图、电路图和相应的材料清单。

78K0/Ix2 8位单片微控制器的主要特性

78K0 CPU内核

• 低功耗(VDD = 5.0V)

• 内部高速振荡工作模式:350μA(典型值)(工作在fCPU = 1MHz)


图1 78K0/IY2方框图

• STOP模式:0.58μA(典型值)(工作在fIL = 30kHz)

• 高速系统时钟,可从以下四种时钟源中选择

- 陶瓷/晶体振荡器:1MHz至10MHz

- 外部时钟:1MHz至10MHz

- 内部高速振荡器:4MHz±2 %(–20℃至+70℃)或8MHz ±5%(–40℃至+85℃)

- 16位定时器X0和X1的时钟:40MHz(典型值)(使用PLL时)

• 内部低速振荡器30kHz±10 % ,看门狗定时器,间歇操作中的定时器 时钟定时器

• 16位定时器X:PWM输出(40MHz(最大值)时钟工作),与外部信号联动操作,多达四个通道的同步输出,触发A/D转换

• 16位定时器/事件计数器:PPG输出,捕获输入,外部事件计数器输入

• 8位定时器H1:PWM输出,可工作于内部低速振荡时钟

• 8位定时器/事件计数器51:外部事件计数器输入

• 看门狗定时器:可在内部低速振荡时钟下工作



串行接口

• UART6 ––异步2-线串行接口

• DALI––用于照明控制(从模式)的2-线串行接口

• IICA –– 时钟同步2-线串行接口,支持多主机通信,从模式下可通过地址匹配释放待机模式

• CSI11 –– 时钟同步3-线串行接口,从模式下可作为SPI 操作

图2 用于LED恒流控制的反激转换器

乘法器(8位×8位=16位,16位×16位=32位,1个时钟工作)

• 78K0/IY2:5通道

• 78K0/IA2:6通道

• 78K0/IB2:9通道

• 运算放大器(仅限于内置运算放大器的产品):1通道

• 比较器:3通道

• 上电清零电路(POC)

• 低电压检测电路(LVI)(当达到检测电压时产生中断/复位(可选择))

• 检测电压:可从2.84V到4.22V间的十个等级中选择在设置LVI默认开始后,仅当开启电源时使用1.91 V。

单电源Flash存储器

• 允许Flash自编程

• 软件保护功能:防止外部拷贝(没有Flash读取命令)安全功能

• 看门狗定时器独立于CPU的时钟工作,即使系统时钟停止时也可检测到

异常。

• 用LVI可检测供应电压下降,在供应电压降到低于工作电压前进行适当的处理。

• 具有选项字节功能,重要的系统操作在硬件中设置。

• 片上调试功能:用于目标器件的控制,以及引用内存。

• 支持汇编语言和C语言

• 提升开发环境(开发中)

• 支持全功能仿真器(IECUBE)和简易仿真器(MINICUBE2)

• 电源供应电压:VDD = 2.7V~5.5V

• 运行环境温度:TA = –40℃~+105℃

78K0/IB2 PFC LED照明评估板

照明约占家用电器功耗的16%。由于降低CO2排放量和节约能源的需要,近几年LED在照明中的应用越来越普遍,这是因为LED照明具有比传统白炽灯或荧光灯更高的发光效率和更长的使用寿命。为了节约系统能源,越来越需要最佳开/关控制和调光控制,需要利用微控制器实现照明系统控制。另一方面,越来越需要削减成本,以便推广LED照明。有很多利用电路板平台降低开发工时或者将模拟控制IC的功能内置到微控制器中的实例。

针对这些需求,本应用指南以采用PFC控制E的LED照明评估板为例介绍了采用78K0/Ix2微控制器的LED照明系统的特性、系统配置和控制方法。


图3 采用78K0/Ix2 MCU的LED照明系统外形图

78K0/Ix2 LED照明控制系统的主要特性

利用16位定时器X0、X1和00以及8位定时器H1的定时器输出功能为6条通道(最大值)实现了LED恒流/调光控制。这样就消除了对LED恒流控制IC的需求,从而削减了成本。

利用定时器重启功能和16位定时器X0的比较器实现了功率因数校正(PFC)控制。这样就消除了对PFC控制IC的需求,从而削减了成本。

在LED或PFC控制元件内检测到过流或过压情况时,通过使用高阻抗输出功能和16位定时器X0与X1的比较器,立即实现能够让PWM输出紧急停止(无CPU)的保护功能。这样就消除了对采用外部比较器的专用保护电路的需求,从而削减了成本。

并且可以通过软件控制紧急停止后的操作,实现符合系统需求的灵活保护功能。

通过使用串行接口UART6/DALI的DALI通信功能、利用内置式硬件传送和接收符合DALI通信标准要求的曼彻斯特码(传送:11位;接收:19位),降低了数据传送与接收期间的CPU负载。

串行接口UART6/DALI的接收引脚RxD6可连至外部中断引脚INTP0和微控制器内16 位定时器00的采入引脚TI000。能够在DMX512通信的断开周期接收(低电平,88μs~1s)期间取消待机模式和在断开周期内测量脉冲宽度。

在红外遥控信号接收期间,通过使用16位定时器00的脉冲宽度测量功能、利用硬件测量脉冲宽度,降低了数据接收期间的CPU负载。

在传感器检测期间,利用微控制器的软件处理功能灵活实现时间管理与控制。

详情请见:

http://solution.eccn.com/solution_2011070411451165.htm

GEC



关键词: MCUE Z-0011 LED照明

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