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多功能防窃电基波谐波三相电能专用计量芯片ATT7022BATT7022B用户手册Date:2005-03-28Rev:1.04多功能防窃电基波谐波三相电能专用计量芯片ATT7022B第四部分SPI通讯接口4.1SPI通讯接口介绍434.2SPI读操作444.3SPI写操作454.4SPI写特殊命令操作46第五部分电气特性5.1电气参数485.2芯片封装49芯片特性•高精度在输入动态工作范围(1000:1)内非线性测量误差小于0.1%•有功测量满足0.2S0.5S支持IEC62053-22GB/T17883-1998•无功测量满足2级3级支持IEC62053-23GB/T17882-1999•提供基波谐波电能以及总电能测量功能•提供视在电能测量功能•提供正向和反向有功/无功电能数据•提供有功无功视在功率参数•提供功率因数相角线频率参数•提供电压和电流有效值参数,有效值精度优于0.5%•提供电压相序检测功能•提供电流相序检测功能•提供三相电流矢量和之有效值输出•提供三相电压矢量和之有效值输出•提供电压夹角测量功能•提供失压判断功能•具有反向功率指示•提供有功无功视在校表脉冲输出•提供基波有功基波无功校表脉冲输出•合相能量绝对值相加与代数相加可选•内置温度测量传感器•电表常数可调•起动电流可调•可准确测量到含21次谐波的有功无功和视在功率•支持增益和相位补偿小电流非线性补偿•具有SPI接口方便与外部MCU通讯•适用于三相三线和三相四线模式•采用QFP44封装•单+5V供电多功能防窃电基波谐波三相电能专用计量芯片ATT7022B1.4引脚定义1234567891011333231302928272625242344434241403938373635341213141516171819202122RESETSIGV5PV3NVDDDINV5NREFOUTREFCAPV3PV1PV1NSELGNDV4PAGNDAVCCV7PV4NV6PV6NVCCNCTESTV2PV2NAVCCAGNDVDDCF2NCCF1NCCF3CF4CSSCLKDOUTREVPGNDVCCOSCIOSCOV7NATT7022B引脚标识特性功能描述1RESET输入ATT7022B复位管脚低电平有效内部有47K上拉电阻2SIG输出ATT7022B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3,4V1P/V1N输入A相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输入Vpp为1.5V两个引脚内部都有ESD保护电路,最大承受电压为6V5REFCAP输出基准2.4V可以外接该引脚应使用10F电容并联0.1uF电容进行去耦6,7V3P/V3N输入B相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输入Vpp为1.5V两个引脚内部都有ESD保护电路,最大承受电压为6V8AGND电源模拟电路(即ADC和基准源)的接地参考点9,10V5P/V5N输入C相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输入Vpp为1.5V两个引脚内部都有ESD保护电路,最大承受电压为6V11REFOUT输出基准电压输出用作外部信号的直流偏置12AVCC电源该引脚提供ATT7022B模拟电路的电源正常工作电源电压应保持在5V5%为使电源的纹波和噪声减小至最低程度该引脚应使用10F电容并联0.1uF输入A相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Vpp为1.5V两个引脚内部都有ESD保护电路,最大承受电压为6V15AGND电源模拟电路(即ADC和基准源)的接地参考点16,17V4P/V4N输入B相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Vpp为1.5V两个引脚内部都有ESD保护电路,最大承受电压为6V18AVCC电源该引脚提供ATT7022B模拟电路的电源正常工作电源电压应保持在5V5%为使电源的纹波和噪声减小至最低程度该引脚应使用10F电容并联0.1uF电容进行去耦19,20V6P/V6N输入C相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Vpp为1.5V两个引脚内部都有ESD保护电路,最大承受电压为6V21,22V7P/V7N输入第七路ADC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Vpp为1.5V两个引脚内部都有ESD保护电路,最大承受电压为6V23GND电源数字地引脚24TEST输入测试管脚正常应用接地内有47K下拉电阻25NC---不连接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有功电能计量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无功电能计量29NC---不连接30CF3输出CF3基波有功电能脉冲输出其频率反映基波的合相平均有功功率的大小常用于仪表基波有功功率的校验也可以用作基波有功电能计量CF3也可配置为RMS视在电能脉冲输出31CF4输出CF4基波无功电能脉冲输出其频率反映基波的合相平均无功功率的大小常用于仪表基波无功功率的校验也可以用作基波无功电能计量CF4也可配置为PQS视在电能脉冲输出32NC---不连接33VDD电源内核电源输出3.0V外接10F电容并联0.1uF电容进行去耦34VCC电源数字电源引脚正常工作电源电压应保持在5V该引脚应使用10F电容并联0.1uF电容进行去耦35CS输入SPI片选信号低电平有效内部上拉200K电阻36SCLK输入SPI串行时钟输入施密特注意上升沿放数据下降沿取数据37DIN输入SPI串行数据输入施密特内部下拉200K电阻38DOUT输出SPI串行数据输出CS为高时高阻输出39VDD电源内核电源输出3.0V外接10F电容并联0.1uF电容进行去耦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41VCC电源数字电源引脚正常工作电源电压应保持在5V5%该引脚应使用10F电容并联0.1uF电容进行去耦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44GND电源数字地引脚1.5应用示意图ATT7022B高精度多功能防窃电基波谐波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CF3CF4OSCOOSCIRESET/RSTIAUA24.576MHzCF2CF1图1-5-1ATT7022B典型应用图1.2K1.2K1.2K1.2K10K10K10K10KRC1C2C3C4V1PV1NV2PV2NRefout11341314IBUBICUC与A相接线相同与A相接线相同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2-1所示为保证芯片正常工作应对电源去耦使AVc的波动不超过5Vc5%5当2.2系统复位ATT7022B提供两种复位方式硬件复位和软件复位硬件复位通过外部引脚RESET完成RESET引脚内部有47K电阻上拉所以正常工作时为高电平当RESET出现大于20us的低电平时ATT7022B进入复位状态当RESET变为高电平时ATT7022B将从复位状态进入正常工作状态软件复位通过SPI口完成当往SPI口写入0xD3命令后系统进行一次复位复位之后ATT7022B从初始状态开始运行ATT7022B在复位状态下SIG为高电平当AT