基于R7F0C901/SM5420/SGM8049主控器件的气压缩机控制器解决方案
概述
空气压缩机广泛用于机械、建筑、装修、石化、轻纺等各类工业、医疗和民用生产与生活的各个领域。大家最常见的有牙科使用的喷气嘴,轮胎充气,喷漆,喷洗机器,气体驱动型设备等等。传统的空气压缩机采用压力开关控制,压力不可调节或者很难精确调节。缺乏电机保护,电流检测,过流过温,压力监控等保护措施。本方案助力解决这些问题,保障压缩机更安全可靠的运行。
优势
· RENESAS的16bit低功耗单片机R7F0C901,超宽工作电压 1.6 V 到 5.5 V,支持5V系统;工业级并支持IEC或UL 60730标准,带Flash、RAM 、寄存器校验与保护,时钟停振检测等,满足恶劣环境需求;商务优势,备货充足,价格便宜同系列竞争对手10%,样品充足。
【R7F0C901/R7F0C902】
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 |
· SMI公司的压力传感器SM5420。SMI公司提供校准方法。压力量程有: 15,30,60,100PSI,满足各类不同压力等级的应用,实现产品系列化。工作温度范围 -40 to + 125℃,防水,防油,防爆,满足各类高温、恶劣环境使用,高毫伏级输出,方便压力信号处理。
【SM5420】
SM5420绝压型压力传感器
SM5420是一种小型的SO - 8封装的绝压型压力传感器。该产品是美国SMI的产品,它在SM5108传感芯片的基础上进行优化,其精准度更高,并对其包装方式进行改进,采用了单个小包装方式。该产品采用MEMS的生产工艺和高性能测试方法,从而最大限度保障其工作稳定性,已保证其优越的性能,。具有灵敏度高、动态响应好、精度高、易于微型化和集成化等特点,因而该传感器已大批量应用于成本较低的领域。其中在进气歧管绝对压力传感器方面SM5420芯片就得到了典型的广泛应用!
绝对压力传感器 SM5420E
SM5420E 小尺寸 SO-8 封装压力传感器采用 SMI 的新型 SM5108E MEMS 压阻式压力传感芯片。SM5420E 经过优化,能够为此种尺寸封装提供最高的稳定性。通过小心地部署电阻、合理的机械配置以及先进的 MEMS 加工工艺,实现了优异的性能。
这款封装型传感器用于成本属于关键因素的高容量应用,例如消费品和汽车产品。SM5420E 可作为绝对压力传感器使用,满量程分别为 30、60 和 100 PSI。其设计用于由高容量 OEM 厂商在基板上进行表面贴装。
有带端口和不带端口选项可供选择。这款传感器设计用于浸入被测介质。标准配置会在芯片表面覆盖保护胶。
Key Attributes
Product Series SM5420E
Pressure Range 30-100 PSI
Pressure Type Absolute
Operating Temp. Range -40°C to +125°C
Package Type SO-8 Absolute
Port Type Hole, Single Vertical
SM5420E系列
SM5420E-030-A-H-T
SM5420E-030-A-P-T
SM5420E-060-A-H-T
SM5420E-060-A-P-T
SM5420E-100-A-H-T
SM5420E-100-A-P-T
· SG MICRO CORP的运算放大器SGM8049,宽工作电压1.8V to 5.5V,宽温度范围 -40 to + 125℃,Rail-to-Rail 输出,低Vos电压: 0.85mV (MAX),非常适合毫伏级小信号放大,助压力信号测量更准确,让产品更加安全可靠。
【SGM8049】
SGM8049-1 1.8V, 2.5μA, 120kHz, Rail-to-Rail I/O Operational Amplifiers
GENERAL DESCRIPTION
The SGM8049-1, SGM8049-2 and SGM8049-4 micro power, low voltage operational amplifiers are designed for battery-powered applications. The amplifiers operate on a supply voltage as low as 1.8V (±0.9V). High-performance, single-supply operation with rail-to-rail capability makes the SGM8049-1/-2/-4 useful for a wide range of applications.
In addition of small packages, the SGM8049-1/-2/-4 feature impressive bandwidth, low bias current and low noise relative to the very low quiescent current.
The single SGM8049-1 is available in Green SC70-5, SOT-23-5 and TDFN-2×2-6L packages. The dual SGM8049-2 is available in Green SOT-23-8 and SOIC-8 packages. The quad SGM8049-4 is available in Green TSSOP-14 package. They are specified over the extended -40℃ to +125℃ temperature range.
PIN CONFIGURATIONS
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FEATURES
• Low Noise: 3.5μVP-P (0.1Hz to 10Hz)
• Wide Supply Voltage Range: 1.8V to 5.5V
• Low Quiescent Current: 2.5μA/Amplifier (TYP)
• Low Offset Voltage: 0.85mV (MAX)
• DC Precision:
CMRR: 100dB
PSRR: 2.5μV/V
AOL: 118dB
• -40℃ to +125℃ Operating Temperature Range
• Small Packaging:
SGM8049-1 Available in Green SC70-5, SOT-23-5
and TDFN-2×2-6L Packages
SGM8049-2 Available in Green SOT-23-8 and
SOIC-8 Packages
SGM8049-4 Available in Green TSSOP-14 Package
SGM8049-1系列
SGM8049-1XN5G/TR
SGM8049-1AXC5G/TR
SGM8049-1BXC5G/TR
SGM8049-1XTDI6G/TR
【空压机控制器】
空压机控制器,采用Intelligent Core主控制器,配备标准型分控单元和变频分控单元,根据空压机群配置信息,在保障最低供气压力的前提下,通过联网及变频控制的参与控制,将先进的预测控制、时段学习、专家系统等写入控制算法,实现优化控制,把系统输出压力控制在最小波动范围内,使空压机群、干燥机群运行能耗最小化,可最多控制8台不同品牌、不同年代的空压机。
功能特点
1、控制功能
1)采用Intelligent Core主控制器,配备标准型空压机分控单元,与空压机通讯并进行远程控制。
2)根据空压机产气效率高低等可设置每台空压机的加载或卸载优先权,让高效压缩机多工作,提高站房整体产气效率。
3)采用先进的用气量预测技术提前加卸载空压机。
4)根据空压机的运行时间均衡各空压机的运行,使各台设备劳逸均衡。
5)操作员可在主控制器上远程操作任意一台联网设备的启动、停止、加载、卸载等;也可在空压机面板上直接操作。
2、自检功能
系统自行检测各台空压机、干燥机等是否联网。
3、参数设置
1)设置系统输出压力上下限,并配置各台空压机的额定参数(输出流量、功率、运行时间、卸载时间等)和加卸载优先权。
2)系统运行中可对各种参数进行修改,并长期保存以备查询。
3)根据参数的重要性,采用密码方式进行授权分级管理。
4、显示功能
1)实时显示空压机、干燥机的工作状态(加卸载、报警、故障)。
2)变频机的运行频率。
3)管网压力等参数。
5、历史数据查询
1)系统自动实时采集并保存瞬时压力、空压机运行状态、干燥机运行状态、变频机频率等运行状态数据。
2)用户可以追溯查询12个月以内任意时间的运行状态数据。
6、报警功能
在运行的过程中如果出现异常工况,系统会按用户预设的方式报警,并存储报警信息。
责任编辑:Davia
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