ATT7022中文资料

珠海炬力集成电路设计有限公司ActionsSemiconductorCo.,Ltd.第1页共32页:4.00珠海炬力集成电路设计有限公司ActionsSemiconductorCo.,Ltd.第2页共32页目录第一部分芯片介绍………………………………………………………………3§1.1芯片特性………………………………………………………………3§1.2功能简介………………………………………………………………4§1.3内部框图………………………………………………………………5§1.4引脚定义………………………………………………………………5§1.5应用示意图……………………………………………………………8第二部分系统功能………………………………………………………………9§2.1电源监控电路…………………………………………………………9§2.2模数转换………………………………………………………………9§2.3计量模块………………………………………………………………10§2.4参数输出………………………………………………………………13§2.5通信接口………………………………………………………………17第三部分校表方法………………………………………………………………18§3.1校表模式介绍…………………………………………………………18§3.2校表寄存器定义………………………………………………………19§3.3校表步骤及参数计算…………………………………………………20§3.4通信接口………………………………………………………………23第四部分应用举例………………………………………………………………24§4.1系统概述………………………………………………………………24§4.2设计规格………………………………………………………………24§4.3硬件设计………………………………………………………………25§4.4软件设计………………………………………………………………26§4.5校验电表………………………………………………………………27§4.6测试结果………………………………………………………………29第五部分电气特性………………………………………………………………30§5.1电气参数………………………………………………………………30§5.2芯片封装………………………………………………………………31珠海炬力集成电路设计有限公司ActionsSemiconductorCo.,Ltd.第3页共32页第一部分芯片介绍§1.1芯片特性有功测量满足0.5S/0.2S，支持IEC687/1036，GB/T17883-1999无功测量满足2级、3级，支持IEC1268，GB/T17882-1999适用三相三线、三相四线瞬时有功、无功、视在功率，有功、无功能量测量功率因数、相位、频率、电压和电流有效值测量同时提供分相以及合相参数提供相序以及断相检测功能合相能量累加模式可选(代数加/绝对值相加)三相四线时提供三相电流向量和之有效值直接提供有功、无功校表脉冲输出电表常数可调起动电流可调提供正向和反向有功电能数据反向有功指示功能提供四象限无功参数软件调试电表支持增益和相位补偿，小电流非线性补偿可测量到21次以上谐波的有功和无功功率具有SPI接口，方便与外部MCU通讯单+5V供电ATT7022采用QFP44封装。珠海炬力集成电路设计有限公司ActionsSemiconductorCo.,Ltd.第4页共32页§1.2功能简介ATT7022是一颗高精度三相电能专用计量芯片，适用于三相三线和三相四线应用。ATT7022集成了六路二阶sigma-deltaADC、参考电压电路以及所有功率、能量、有效值、功率因数以及频率测量的数字信号处理等电路。ATT7022能够测量各相以及合相的有功功率、无功功率、视在功率、有功能量以及无功能量，同时还能测量各相电流、电压有效值、功率因数、相角、频率等参数，充分满足三相复费率多功能电能表的需求。详细数据定义请参考§2.4参数输出部分。ATT7022支持全数字域的增益、相位校正，即纯软件校表。有功、无功电能脉冲输出CF1、CF2提供瞬时有功、无功功率信息，可以直接接到标准表，进行误差校正。详细校表方法请参考第三部分校表方法。ATT7022提供一个SPI接口，方便与外部MCU之间进行计量参数以及校表参数的传递。SPI具体规格参见后面的详细说明。所有计量参数参数都可以通过SPI接口读出。ATT7022内部的电压监测电路可以保证加电和断电时正常工作。ATT7022主要测量参数列表：主要测量参数参数分相合相电压有效值√--电流有效值√√视在功率√√有功功率√√容性无功功率√√感性无功功率√√功率因数√√线频率--√输入有功能量√√输出有功能量√√有功能量(输入+输出)√√容性无功能量√√感性无功能量√√无功能量(感性+容性)√√珠海炬力集成电路设计有限公司ActionsSemiconductorCo.,Ltd.第5页共32页§1.3内部框图电流ADC电压ADC有功功率无功功率视在功率电压有效值电流有效值功率因数数字信号处理DSP模拟信号采样SPI通讯接口频率测量脉冲生成器V1PV1NV2NV2PV3PV4PV5PV6PV3NV4NV5NV6NCF1CF2VCCDOUTSCLKDINCS参考电压REFOUTREFCAP时钟控制电路OSCOOSCIRevp电源管理SELRESETVDDAVCCGNDAGNDSIGATT7022框图§1.4引脚定义1、引脚排列图1234567891011333231302928272625242344434241403938373635341213141516171819202122ATT7022RESETSIGV5PV3NVDDDINV5NREFOUTREFCAPV3PV1PV1NSELGNDV4PAGNDAVCCNCV4NV6PV6NVCCNCV2PV2NAVCCAGNDVDDCF2NCCF1NCNCNCCSSCLKDOUTREVPGNDVCCOSCIOSCONCTEST珠海炬力集成电路设计有限公司ActionsSemiconductorCo.,Ltd.第6页共32页、引脚描述引脚标识特性功能描述1RESET输入ATT7022复位管脚，低电平有效，内部有300K上拉电阻2SIG输出ATT7022上电复位或者异常原因重新启动时，SIG将变为低电平。当外部MCU通过SPI写入较表数据后，SIG将立即变为高电平。3,46,79,10V1P/V1NV3P/V3NV5P/V5N输入电流信道正，负模拟输入引脚。完全差动输入方式，正常工作最大信号电平为±1.5V，两个引脚内部都有ESD保护电路5REFCAP输出基准2.4V，可以外接；该引脚应使用10μF电容并联100nF瓷介电容进行去耦11REFOUT输出基准电压输出，用作外部信号的直流偏置13,1416,1719,20V2P/V2NV4P/V4NV6P/V6N输入电压信道的正、负模拟输入引脚。完全差动输入方式，正常工作最大输入电压为±1.5V，两个引脚内部都有ESD保护电路24TEST输入测试管脚，正常应用接地。内有300K下拉电阻26SEL输入三相三线低电平，三相四线高电平选择。内部300K上拉电阻27CF1输出有功电能脉冲输出，其频率反映合相平均有功功率的大小，常用于仪表有功功率的校验，也可以用作电能计量28CF2输出无功电能脉冲输出，其频率反映合相平均无功功率的大小，常用于仪表无功功率的校验，也可以用作电能计量35CS输入SPI片选信号，低电平有效36SCLK输入SPI串行时钟输入注意：上升沿放数据，下降沿取数据37DIN输入SPI串行数据输入38DOUT输出SPI串行数据输出40REVP输出当检测到任意一相的有功功率为负时，输出高电平；当检测到各相有功功率都为正时，该引脚的输出又将复位到低电平42OSCI输入系统晶振的输入端，或是外灌系统时钟输入。晶振频率为24.576MHz43OSCO输出晶振的输出端珠海炬力集成电路设计有限公司ActionsSemiconductorCo.,Ltd.第7页共32页续表:引脚标识特性功能描述8,15AGND电源模拟电路(即ADC和基准源)的接地参考点12,18AVCC电源该引脚提供ATT7022模拟电路的电源，正常工作电源电压应保持在5V±5%，为使电源的纹波和噪声减小至最低程度，该引脚应使用10μF电容并联100nF瓷介电容进行去耦23,44GND电源数字地引脚33,39VDD电源内核电源输出3.3V。外接10μF电容并联100nF瓷介电容进行去耦34,41VCC电源数字电源引脚；正常工作电源电压应保持在5V±5%，该引脚应使用10μF电容并联10nF瓷介电容进行去耦21,2225,2930,3132NC--不连接珠海炬力集成电路设计有限公司ActionsSemiconductorCo.,Ltd.第8页共32页§1.5应用示意图ATT7022高精度三相电能专用计量芯片单片机通讯模块LCD显示模块EEPROMSIGSPI接口CF1CF2OSCOOSCIRESETRESETRESETI1I2I3U1U2U3珠海炬力集成电路设计有限公司ActionsSemiconductorCo.,Ltd.第9页共32页第二部分系统功能§2.1电源监控电路ATT7022片内包含一个电源监控电路，连续对模拟电源（AVcc）进行监控。当电源电压低于4V±5%时，芯片将被复位。这有利于电路上电和掉电时芯片的正确启动和正常工作。电源监控电路被安排在延时和滤波环节中，这在最大程度上防止了由电源噪声引发的错误。如图所示。为保证芯片正常工作应对电源去耦，使AVcc的波动不超过5V±5%。§2.2模数转换ATT7022片内集成了6路16位的ADC，采用双端差分信号输入。最大输入电压是1.5v，即可以输入最大的正弦信号有效值是1v。建议将电压通道Un对应到ADC的输入选在0.5v左右，而电流通道Ib时的ADC输入选在0.1v左右。ADC内部结构图：SIGMA-DELTAMODULATORSIGMA-DELTAMODULATORSIGMA-DELTAMODULATORSIGMA-DELTAMODULATORSIGMA-DELTAMODULATORSIGMA-DELTAMODULATORDECIMATIONFILTERFIRFILTERDECIMATIONFILTERDECIMATIONFILTERDECIMATIONFILTERDECIMATIONFILTERDECIMATIONFILTERFIRFILTERFIRFILTERFIRFILTERFIRFILTERFIRFILTER寄存器输出参考电压典型输入接线图：(电阻网络分压请另参考应用设计文件)电流输入电压输入VIPVINVUPVUNREFOUT1.5(6)A/5mA220V/0.5V20Ω1.2K1.2K1.2K1.2K10K10K10K10K10nF10nF10nF10nFAVCC5V4V0V内部复位复位运行复位时间片内电源监控特性珠海炬力集成电路设计有限公司ActionsSemiconductorCo.,Ltd.第10页共32页§2.3计量模块1、数字信号处理框图有功能量数字高通滤波器数字高通滤波器数字移相滤波器相位校正电压通道AD