基于RL78/R7F0C001主控芯片的便携式家用燃气报警器解决方案
方案概述
天然气的家庭应用现在越来越丰富,但容易由于使用不当泄漏,造成火灾,爆炸等事故,本方案使用内置±1%高精度时钟、集成LCD驱动的低功耗MCU和1.1uA节能LEO,相较于传统的固定燃气报警器,便携式燃气报警器使用寿命更长,且可以实现随时监测燃气浓度,并发出声光报警信号,可有效地避免事故的发生,是百姓家中的安全卫士。
器件优势
• 超低功耗(运行模式下70uA/MHz,待机模式下(含RTC、WDT)0.57uA @32KHz)16位MCU(RL78/R7F0C001),集成LCD驱动、硬件RTC、±1%高精度高速晶振、Data flash,电池寿命长,节省BOM成本,低价打造家用无线燃气报警器;
• 精度为±1%的LDO(RX5RL),输出为150mA,温漂小,超低功耗(待机0.1uA), 高精度输出,可提供精确基准源,使报警器检测更加准确,且该LDO功耗低,可延长电池寿命;
• 具有超低静态电流670nA的运放(SGM8042),双轨对轨输入/输出,高增益带宽,信号放大更加准确,报警检测更加精准,低功耗,延长电池寿命。
【R7F0C001/002】
R7F0C001/002微控制器采用了RL78 内核,在同类产品中实现了以最低功耗实现高处理性能,同时内置了液晶显示屏(LCD)驱动器。
R7F0C001/002不仅拥有RL78/G13系列的高精度(±1%)片上振荡器、24 MHz工作频率的CPU,以及其他标准内置功能,还配备了内置的超低功耗LCD电路(内部升压方式下0.63uA),与之前产品相比驱动LCD时可以减小 30%的工作电流。RL78/L12微控制器支持多达280 LCD段的多像素屏,有三种LCD驱动电压生成方式 (内部升压/电容分割/外部电阻分割)。除此之外,该产品支持遥控载波输出功能,适合用于带LCD的空调遥控装置。
特点
能更改高速(0.04167μs:高速内部振荡器时钟24MHz运行)到超低速(30.5μs:副系统时钟32.768kHz 运行)的最短指令执行时间。
通用寄存器:8位x32个寄存器(8位x8个寄存器x4组)
ROM:16/32KB, RAM:1/1.5KB,数据闪存:2KB
内置高速内部振荡器时钟。
• 可选择24MHz (TYP.)、16MHz (TYP.)、12MHz (TYP.)、8MHz (TYP.)、4MHz (TYP.)或者1MHz (TYP.)。内置单电源闪存(具有块擦除/编程禁止功能)。
支持自编程功能。
内置片上调试功能。
内置上电复位(POR)电路和电压检测电路(LVD)。
内置看门狗定时器(能以低速内部振荡器时钟运行)。
内置键中断功能。
内置时钟输出/蜂鸣器输出的控制电路。
内置十进制校正(BCD)电路。
I/O端口:33~47个(N-ch漏极开路:2个)
定时器
• 16位定时器:6个通道(有遥控输出功能)
• 看门狗定时器:1个通道
• 实时时钟:1个通道(输出校正时钟)
• 12位间隔定时器:1个通道串行接口
• CSI :2个通道
• UART :1个通道不同电位接口:和1.8/2.5/3V工作的器件连接
8/10位分辨率A/D转换器(VDD=EVDD=1.6~5.5V):9~10个通道
待机功能:HALT、STOP、SNOOZE模式
LCD控制器/驱动器(能进行内部升压、电容分割和外部电阻分割的切换)
• 段信号输出:39 (35)个注~26 (22)个注
• 公共信号输出:4 (8)个注
注()内是使用8 com 时的信号输出个数。电源电压:VDD=1.6~5.5V
工作环境温度:TA=–40~+85°C
ROM、RAM容量
闪存ROM | 数据闪存 | RAM (闪存) | 48 引脚 | 64 引脚 |
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32KB | 2KB | 1.5KB | R7F0C002G | R7F0C002L |
16KB | 2KB | 1 KB | R7F0C001G | R7F0C001L |
备注: 装载的功能因产品而不同。
功能概要
注意: 这是将外围I/O 重定向寄存器(PIOR)置“00H”时的功能概要。
项目 | 48 引脚 | 64 引脚 | ||||
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R7F0C001G | R7F0C002G | R7F0C001L | R7F0C002L | |||
代码闪存 | 16KB | 32KB | 16KB | 32KB | ||
数据闪存 | 2KB | 2KB | 2KB | 2KB | ||
RAM | 1KB注1 | 1.5KB注1 | 1KB注1 | 1.5KB注1 | ||
存储空间 | 1M 字节 | |||||
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 ~ 20MHz:VDD=2.7 ~ 5.5V、1 ~ 8MHz:VDD=1.8 ~ 2.7V、1 ~ 4MHz:VDD=1.6 ~ 1.8V | ||||
高速内部振荡器时钟 | HS (高速主)模式:1 ~ 24MHz (VDD=2.7 ~ 5.5V), HS (高速主)模式:1 ~ 16MHz (VDD=2.4 ~ 5.5V), LS (低速主)模式:1 ~ 8MHz (VDD=1.8 ~ 5.5V), LV (低电压主)模式:1 ~ 4MHz (VDD=1.6 ~ 5.5V) | |||||
副系统时钟 | XT1 (晶体)振荡、外部副系统时钟输入(EXCLKS) 32.768kHz (TYP.):VDD=1.6 ~ 5.5V | |||||
低速内部振荡器时钟 | 内部振荡 15kHz (TYP.):VDD=1.6 ~ 5.5V | |||||
通用寄存器 | 8位 x 32个寄存器(8位 x 8个寄存器 x 4组) | |||||
最短指令执行时间 | 0.04167μs (高速内部振荡器时钟:fIH=24MHz 运行时) | |||||
0.05μs(高速系统时钟:fMX=20MHz 运行时) | ||||||
30.5μs(副系统时钟:fSUB=32.768kHz 运行时) | ||||||
指令集 |
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I/O 端口 | 合计 | 33 | 47 | |||
CMOS 输入/ 输出 | 26 | 39 | ||||
CMOS 输入 | 5 | 5 | ||||
CMOS 输出 | - | 1 | ||||
N-ch O.D.输入/输出 | 2 | 2 | ||||
(EVDD 耐压) | ||||||
定时器 | 16位定时器 | 6个通道(遥控输出功能有1 个通道) | ||||
看门狗定时器 | 1 个通道 | |||||
实时时钟(RTC) | 1 个通道 | |||||
12 位间隔定时器(IT) | 1 个通道 | |||||
定时器输出 | 5个(PWM 输出:4个注2) | 6个(PWM 输出:5个注2) | ||||
RTC 输出 | 1个 • 1Hz(副系统时钟:fSUB=32.768kHz) | |||||
时钟输出/ 蜂鸣器输出 | 2个 | |||||
• 2.44kHz、4.88kHz、9.76kHz、1.25MHz、2.5MHz、5MHz、10MHz (主系统时钟:fMAIN=20MHz 运行时) | ||||||
•256Hz、512Hz、1.024kHz、2.048kHz、4.096kHz、8.192kHz、16.384kHz、32.768kHz (副系统时钟:fSUB=32.768kHz 运行时) | ||||||
8/10 位分辨率A/D 转换器 | 9个通道 | 10个通道 | ||||
串行接口 | • CSI:2 个通道/UART:1 个通道 | |||||
LCD 控制器/ 驱动器 | 能进行内部升压、电容分割、外部电阻分割的切换。 | |||||
段信号输出 | 26(22)个注3 | 39(35)个注3 | ||||
公共信号输出 | 4(8)个注3 | |||||
向量中断源 | 内部 | 16 | 16 | |||
外部 | 7 | 9 | ||||
键中断 | 4 | |||||
复位 |
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上电复位电路 |
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电压检测电路 |
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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 |
注:
使用自编程功能和数据闪存功能时,为630 字节(详细内容请参照硬件手册“第3 章 CPU 体系结构”)。
输出个数因主控个数和所用通道的设定而变(参照硬件手册 “6.8.3 作为多重PWM 输出功能的运行”)。
()内是使用8 com 时的信号输出个数。
当执行指令码FFH 时,发生非法指令错误。
在通过电路内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复位。
关键应用
该产品适合用于带LCD的空调遥控装置。
产品线
硬件手册 | 产品名称 | 程序存储器 (KB) | 数据存储器 (内部高速RAM) (KB) | 工作电压最小值 (V) | 封装代码 | 生产状态 | 封装 / 无铅 | 订购名称 | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
中文版 | 英文版 | ||||||||
R7F0C001G2DFB | 16 | 1 | 1.6 | PLQP0048KF-A 48引脚塑封 LQFP(7x7) | 已经量产 | 托盤/无铅 (纯锡) | R7F0C001G2DFB#AA0 | ||
R7F0C002G2DFB | 32 | 1.5 | R7F0C002G2DFB#AA0 | ||||||
R7F0C001L2DFB | 16 | 1 | PLQP0064KF-A 64引脚塑封 LQFP(10x10) | R7F0C001L2DFB#AA0 | |||||
R7F0C002L2DFB | 32 | 1.5 | R7F0C002L2DFB#AA0 |
封装
封装 | ||
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引脚 | 48 | 64 |
引脚间距 | 0.5 mm | 0.5mm |
封装类型 | LFQFP | LFQFP |
身尺寸 | 7x7 mm2 | 10x10 mm2 |
封装尺寸图 | p48ga-50-8eu | p64gb-50-ueu |
建议焊盘尺寸 | fig0009e | fig0009e |
安装高度 | 1.6 mm | 1.6 mm |
块 | 0.16 g | 0.35 g |
瑞萨代码 | PLQP0048KF-A (前代码: P48GA-50-8EU-1) | PLQP0064KF-A (前代码: P64GB-50-UEU-2) |
JEITA代码 | P-LFQFP48-7x7-0.50 | P-LFQFP64-10x10-0.50 |
备注 | LQFP(矩阵线) | LQFP(矩阵线) |
【燃气报警器】
燃气报警器就是气体泄露检测报警仪器。当工业环境中燃气气体泄露,燃气报警器检测到气体浓度达到爆炸或中毒报警器设置的临界点时,燃气报警器就会发出报警信号。
以提醒工作人员采取安全措施,燃气报警器相当于自动灭火器那类,可安装驱动排风、切断、喷淋系统,防止发生爆炸、火灾、中毒事故,从而保障安全生产。燃气报警器可以测出各种气体浓度。经常用在化工厂,石油,燃气站,钢铁厂等有气体泄漏的地方。
燃气就是可燃气体,常见的燃气包括液化石油气、 人工煤气、天然气。
燃气泄漏探测器就是探测燃气浓度的探测器,其核心原部件为气敏传感器,安装在可能发生燃气泄漏的场所,当燃气在空气中的浓度超过设定值探测器就会被触发报警,并对外发出声光报警信号,如果连接报警主机和接警中心则可联网报警,同时可以自动启动排风设备、关闭燃气管道阀门等,保障生命和财产的安全。在民用安全防范工程中,多用于家庭燃气泄漏报警,也被广泛应用于各类炼油厂、油库、化工厂、液化气站等易发生可燃气体泄漏的场所。
人们面对燃气泄漏而造成的种种事故威胁,就真的没有一个彻底的解决办法吗?据 有关专家介绍,使用燃气泄漏报警器是对付燃气无形杀手的重要手段之一。燃气专家指出,燃气泄漏或废气排放而大量产生的一氧化碳是燃气中毒事响应的根源,如采有用燃气泄漏报警器就能得到及时的警示。有关部门经长期测试同样得出结论,燃气报警器防止一氧化碳中毒事故发生的有效率达95%以上。
责任编辑:Davia
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