海速芯低功耗8位MCU TM52F1376在智能電源板上的應(yīng)用

智能電源板（主從插座智能控制）是一種非常流行的家用電器。它專為智能設(shè)備設(shè)計(jì)，通常還帶有USB接口可以直接為智能設(shè)備充電，較于傳統(tǒng)的國標(biāo)五孔電源板，新型智能電源板在外觀、性能上做了更多的改進(jìn)。

大部分智能電源板將傳統(tǒng)國標(biāo)五孔插孔與USB接口融為一體，提升空間利用率與工作效率，使其更符合當(dāng)代人的使用習(xí)慣。當(dāng)連接到主插座的設(shè)備開啟或關(guān)閉時(shí)，MCU可自動(dòng)打開或關(guān)閉連接到從屬插座的設(shè)備的電源，通過這種方式實(shí)現(xiàn)家用電器的聯(lián)動(dòng)和節(jié)省電能等優(yōu)勢。它廣泛應(yīng)用于所連接設(shè)備的智能聯(lián)動(dòng)控制，如帶外圍設(shè)備的主機(jī)、帶機(jī)頂盒和路由器的電視等家用電器。

針對當(dāng)前市面智能電源板產(chǎn)品效率低、功耗高等弊端，本文提供了一種基于8位MCU的智能電源板應(yīng)用方案，所選的主控芯片是海速芯低功耗8051架構(gòu)的8位MCU TM52F1376。

示意圖
首先，介紹本設(shè)計(jì)的主要電氣參數(shù)：額定輸入電壓為220VAC，額定電流為10A，額定功率不超過2000W。符合市面上通用電源板的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，具有良好的通用性；其從屬插座電源ON-OFF控制方法為繼電器控制，ON-OFF延遲設(shè)置不超過100ms，以實(shí)現(xiàn)較快的控制響應(yīng)。硬件設(shè)計(jì)：本方案的硬件設(shè)計(jì)主要包含以下幾部分電路：電源電路、從電源控制電路（繼電器驅(qū)動(dòng)）、能量計(jì)量電路、主電源控制電路（繼電器驅(qū)動(dòng)）。
設(shè)計(jì)中有一個(gè)低成本的RC降壓電路，可將220VAC電壓轉(zhuǎn)換為24VDC電壓，然后將其提供給繼電器。此外，降壓電路將24VDC電壓降至5VDC電壓，然后將其提供給MCU和低成本單相有功電能計(jì)量芯片；設(shè)計(jì)中包含兩個(gè)單繼電器。一個(gè)控制主出口電源，另一種是控制為所有從屬插座供電。電能計(jì)量芯片檢測主電源插座中設(shè)備的有功功率，并通過脈沖將能量信號發(fā)送給TM52F1376。TM52F1376接收脈沖并計(jì)算控制繼電器的功率值，既提高了工作效率，也降低了產(chǎn)品功耗。得益于TM52F1376的緊湊型封裝，可大幅降低PCB空間，從而降低產(chǎn)品設(shè)計(jì)尺寸；同時(shí)，TM52F1376微控制器實(shí)現(xiàn)了業(yè)內(nèi)較低的電流消耗（CPU：2.6mA/Hz，待機(jī)：23uA@5V；5.5uA@3V），在智能電源板設(shè)計(jì)應(yīng)用時(shí)，能夠顯著降低產(chǎn)品對電能的消耗。軟件設(shè)計(jì)：整個(gè)系統(tǒng)的任務(wù)如下：復(fù)位/初始化任務(wù)，空閑任務(wù)，測量超時(shí)任務(wù)，測量數(shù)據(jù)處理任務(wù)，從控制任務(wù)，異常處理任務(wù)。海速芯TM52F1376微控制器主要特點(diǎn)：●標(biāo)準(zhǔn)8051指令集，快速的機(jī)器周期指令執(zhí)行比傳統(tǒng)8051快六倍●FLASH程序存儲(chǔ)器16K字節(jié)閃存程序存儲(chǔ)器支持ICP(在線編程)或ISP(在系統(tǒng)編程)的閃存程序碼在IAP(在應(yīng)用編程)模式可以作為EEPROM，以字節(jié)的方式存取程序碼保護(hù)功能內(nèi)建IAP防死機(jī)看門狗模式至少1,000次的擦寫次數(shù)至少10年的數(shù)據(jù)保存時(shí)間●128字節(jié)EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器至少5萬次的擦寫次數(shù)至少10年的數(shù)據(jù)保存時(shí)間●總計(jì)512字節(jié)SRAM(IRAM+XRAM)●4種系統(tǒng)時(shí)鐘類型選擇，8051標(biāo)準(zhǔn)定時(shí)器，15位Timer3●最大30可編程I/O引腳●獨(dú)立的RC振蕩看門狗定時(shí)器●工作溫度范圍–40℃~+85℃