智能電網(wǎng)作為下一代電網(wǎng)的基本模式，在全球范圍內(nèi)的關(guān)注度已迅速升溫。在智能計(jì)量已取得一系列重大進(jìn)展的背景下，全球領(lǐng)先的經(jīng)濟(jì)體正通過新建智能電網(wǎng)來改進(jìn)電能分配和節(jié)約電能，大刀闊斧地改造過時(shí)的電網(wǎng)系統(tǒng)。2010年，伴隨智能電網(wǎng)規(guī)劃和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的相繼推出，以及一些試點(diǎn)項(xiàng)目的陸續(xù)完成，預(yù)計(jì)中國(guó)智能電網(wǎng)市場(chǎng)將迎來井噴式發(fā)展。飛思卡爾對(duì)此早有先見之明，不僅意識(shí)到嵌入式控制和集成的連接接口將成為未來智能電網(wǎng)的中心，并已開發(fā)出專供智能電網(wǎng)應(yīng)用的新一代智能微控制器。這一前瞻性的創(chuàng)新技術(shù)，正可以幫助中國(guó)的電能管理行業(yè)從容應(yīng)對(duì)革新變局。
憑借多年對(duì)智能電網(wǎng)行業(yè)的關(guān)注和研究，飛思卡爾在整合全球研發(fā)力量的基礎(chǔ)上，不斷推出能夠促進(jìn)電能管理行業(yè)發(fā)展的各種創(chuàng)新技術(shù)，堅(jiān)持以開放的視野支持電能管理部門應(yīng)對(duì)電網(wǎng)改造給行業(yè)帶來的挑戰(zhàn)。飛思卡爾此次推出的“電表參考設(shè)計(jì)”完整解決方案，基于專為用電計(jì)量市場(chǎng)量身定制的先進(jìn)微控制器（MCU），可為開發(fā)者提供完整的即插即用解決方案，不僅能降低成本和加快面市時(shí)間，更將加速一體化智能電網(wǎng)的建設(shè)(如圖1)。
飛思卡爾在“電表參考設(shè)計(jì)”解決方案中應(yīng)用的MCF51EM 32位ColdFire MCU是一款高度集成的具有高性能外設(shè)的單芯片器件。這款多相電表參考設(shè)計(jì)就是基于EM家族最高端的MCF51EM256設(shè)計(jì)的，并面向成本優(yōu)化的單相或三相智能電表。參考設(shè)計(jì)中包含必要的硬件和軟件，使智能電表的開發(fā)變得更迅速、便捷。目前，全球各地的政府和企業(yè)都在大力推動(dòng)家用和工業(yè)用節(jié)能型智能計(jì)量系統(tǒng)，飛思卡爾特別開發(fā)MCF51EM家族MCU，正可以幫助開發(fā)者在大量住宅和工業(yè)應(yīng)用中縮減成本，降低電表設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。憑借豐富的集成外設(shè)，它能支持大量不同的顯示面板，不僅可以降低整體系統(tǒng)成本和功耗，同時(shí)還可以通過遠(yuǎn)程固件更新減少維護(hù)成本，從而輕松確保電表安全。圖2為Freescale MQX軟件解決方案。
Freescale ColdFire V1 MCF51EM 家族智能計(jì)量MCU系列亮點(diǎn)：
(1)32位ColdFireV1內(nèi)核，硬件乘法累加（MAC）模塊相組合，使它的電能計(jì)算效率遠(yuǎn)高于8位解決方案。
(2)實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC），提供實(shí)時(shí)日歷，允許電表實(shí)施分時(shí)計(jì)費(fèi)；同時(shí)提供防竊電檢測(cè)功能。
(3)固件更新，MCF51EM兩個(gè)獨(dú)立的閃存分區(qū)允許電表在一個(gè)Flash分區(qū)上運(yùn)行，同時(shí)對(duì)另一個(gè)分區(qū)進(jìn)行固件更新，以避免像以往那樣需要停機(jī)更新所產(chǎn)生的大量成本。
(4)自動(dòng)抄表SPI接口，提供外接AMR調(diào)制解調(diào)器的5 V接口，從而省去外部組件并減少系統(tǒng)成本。
(5)LCD控制器，板上LCD控制器允許MCF51EM 連接多達(dá)288個(gè)段的LCD屏，其引腳數(shù)少于同類競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品，有助于終端設(shè)計(jì)者降低系統(tǒng)成本；低功率閃動(dòng)模式允許顯示器的某些段閃動(dòng)，同時(shí)MCU保持最低功率模式，從而降低系統(tǒng)功耗。
智能電表的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是追求更高性能和更大存儲(chǔ)的智能模塊，其中連通性和嵌入式控制則是打造智能電表的關(guān)鍵。飛思卡爾提供的多元電表解決方案，可以幫助工程師們更快地完成一個(gè)單獨(dú)的或者三相計(jì)量的設(shè)計(jì)工作，比如新的32位MCF51EM MCU能夠滿足、優(yōu)化多個(gè)測(cè)量程序，包括：有助于儀表安全的防拆檢測(cè)功能，可同時(shí)對(duì)另一個(gè)分區(qū)進(jìn)行固件更新，集成的LCD控制能夠降低系統(tǒng)的成本，帶有相位延遲補(bǔ)償功能的16位ADC芯片。如圖3所示。
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