电流互感器vv接法法如果只有a相有值，为什么会检测出3个线电压？？？
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时间：2018-02-05 05:52
为什么计量柜中的电压互感器接熔断器，而电流互感器却不接呢？
来源：互联网
责任编辑：张小俊字体：
用户回答1:1、电流互感器的电流取决于一次侧而不是二次侧，不需要熔断器。2、电流互感器二次侧不允许开路（否则将可能产生很高电压，危及设备和人身安全），不能装熔断器。
电压互感器就是一个小功率变压器，超负荷、短路都可能烧毁互感器，所以要装熔断器。相关解决方法如下：
电流互感器的电流取决于一次侧而不是二次侧,不需要熔断器。 2、电流互感器二次侧不允许开路(否则将可能产生很高电压,危及设备和人身安全),不能装熔断器。电压互感器就...
& 1、电流互感器的电流取决于一次侧而不是二次侧,不需要熔断器。2、电流互感器二次侧不允许开路(否则将可能产生很高电压,危及设备和人身安全),不能装熔断器。
电压互感器就是一个小功率变压器,超负荷、短路都可能烧毁互感器,所以要装熔断器。
计量设备一小时计量的有功功率的33.33%,也就是说,在三相三线制电路中,A、B、C三相... 电压互感器虽然有单相的,但它是接在两根相线上的,而电压互感器仅仅是作为测量用,消...
计量柜里的电压互感器仅供计量仪表需要的电压,由于一般供电系统是三相负荷平衡的,... 所以设置两相电压互感器,接成V V 接线,向测量仪表提供相电压就可以了。但是测量精度...
一般高压柜用AC两相两个CT就可以了,原理是用两个CT测量三相平衡电流,当然用三个也可以,没什么意义,省去一个从成本上也可节约。你说的对,B相CT二次侧短接,是不起到...
因为每个地区的供电部门对计量盒的接线方式都有自己的要求,所以要符合当地供电部门的要求,发个图给你做为参考。向左转|向右转
一个测电压,一个测电流,工作原理不同,结构、性能也不同,不能互相代替。
计量柜主要功能就是计算电流的功。 2个电压互感器,使用的是两相法测量线路的功。 3个电压互感器,使用的是三相法测量线路的功。 两种测量方式的接线方法是不同的。 测量...
答：电压互感器就是一个小功率变压器，超负荷、短路都可能烧毁互感器，所以要装熔断器。
答：电压互感器就是一个小功率变压器，超负荷、短路都可能烧毁互感器，所以要装熔断器。
答：因为是低压柜，380V/220V电压电能表就可以承受，可不用电流互感器。对电子式电能表，其实里面还有一个小互感器，将电压变成5V左右。
答：熔断器选择条件即熔断电流大于正常最大负荷电流。因为电压互感器容量小负荷电流不大所以熔断器电流校
答：计量柜和互感器避雷器柜属于公用柜，为测量和保护提供母线电压。而电流互感器是用来为每个回路提供测量和保护电流的，因此电流互感器都装设在各自回路柜中，如母联柜、旁路柜、出线柜等。
问：最近刚涉足中压空气开关柜，发现计量柜里用了电压互感器这可以理解 为了...答：熔断器就是我们所说的保险，熔断器有反时限电流保护特性，即当通过的电流很大时，它会快速熔断，当电流较小时，它不会熔断； 熔断器是用来保护电压互感器的，当电压互感器出现故障时，电流会增大，当故障电流大到一定程度时，熔断器就会因过流而...
答：电压互感器一次侧装熔断器的作用是： (1) 防止电压互感器本身或引出线故障而影响高压系统(如电压互感器所接的那个电压等级的系统)的正常工作。 (2) 保护电压互感器本身。但装高压侧熔断器不能防止电压互感器二次侧过流的影响。因为熔丝截面积是...
答：计量柜中的电流互感器作用：在计量柜中的作用主要还是用来使仪表、继电器等二次设备与主电路（一次电路）绝缘这既可避免主电路的高电压直接引入仪表、继电器等二次设备，又可以防止仪表、继电器等二次设备的故障影响主电路，提高一、二次电路的...
问：整体计量柜中，电流互感器与电压互感器安装位置，哪个在前哪个在后，是...答：1、电流互感器靠近用电器端，计量电量包含了互感器的损耗 2、电压互感器靠近用电器端，计量电量不包含互感器的损耗
答：我们这的熔断器一般使用在控制电路和220V、24V电源线路， 配电柜的二次侧都使用空开。电流和电压互感器在输配电中本来就有保护作用。具体问专家为您准备的好内容:
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京ICP备号-1 京公网安备02号谁知道2相4线步进电机接线的方法是怎样的?3个回答啊姗笨蛋0542
2组线首接接A- B-,尾就接A+B+
按照正常接线4个端口依次接A,A\\\\,B,B\\\\。
8拍实际上是这样的:A-AB-B-BA\\\\-A\\\\-A\\\\B\\\\-B\\\\-B\\\\A-A
这里面隐含了一个0的问题，就是比如第一拍A为1，则A\\\\为0.则AA\\\\通电。BB\\\\不通电。
第二拍A，B为1，则A\\\\，B\\\\为0.AA\\\\通电。BB\\\\通电。依次类推,从而实现2细分，比如1.8度的电机就控制成0.9度的了。
希望我的回答可以帮到您。
3个回答大哥大法官的
2相8线步进电机接线方法是将步进电机的A-和C二个线头并接在一起有绝缘胶纸包好(也即是AC端)，将步进电机的B-和D二个线头并接在一起有绝缘胶纸包好(也即是BC端)，这种接法适用步进电机低速运行，简单的来说就是相线接正负极，四线是两两对应的，通过输入脉冲控制步进。
3个回答装修达人789
电阻小的为运转绕组(黑色)，大的为起动绕组(绿色)。
一根黑色和一根绿色接在一起形成公共点，另一根绿色与一电容串联后(电容另一端)再与另一根黑色线接在一起引出一根线，与另一公共点接入220V即可，如电机方向相反，则黑色线两头对调再接即可。
1个回答行走的人90
步进电机驱动是需要相电流能够正反相流动的,完整的驱动相电流正反流动是需要一个H桥才能实现,这个时候不需要中间抽头.
有时候想简化驱动电路,希望在没有H桥的情况下也可以模拟正反电流.具体的做法就是使用中间抽头,当电流由抽头向A+流动时视为正向电流当抽头向A-流动时视为负向电流(电流只从抽头流出),这时只需要一套开关电路就可以实现,比如2003,这种电路也可以用pwm细分.
这么做的好处是不需要复杂的H桥,但要求电机必须有抽头端才能实现,缺点是任一时刻只有半个线圈里有电流,是折损电机力矩的做法.
3个回答反腐女万岁224
单相电机正反转只控制改变电源火线在电容器两端的接入点，电容器的两端都是接在电机绕组上的，把火线接电容一端时电机正转，改接到另一端时电机就反转了，当然控制零线来转换电源接入点也能改变它的转向。
5个回答贵贵00
电机的轴都是同一方向且转角一样,即可确定ABCD线序。 六线四相步进电机，再按五线四相单极性步进电机的第二步测量方法,验证ABCD线序。
1个回答江心小筑
无刷直流电机的三根线相当于交流电机的U、V、W三相线，分别与驱动器的三相线相连；
若连接后电机电流很大、振动、不正常转动，则依次调换三根线的接线顺序，直到电机正常运转；
调换的状态中有一个使电机顺时针转动，另一个使电机逆时针转动，其它状态电机不能正常运转。
3个回答焦点网友
1.打开电机的接线盒后，看三种不同颜色的线，如果三种不同颜色的线是一条线的头接一条线的尾则可以确定该接线法是Y型接线，如果三条线有一端是连接在一起的，则可以保证是星形接线法，
2.三角形接线时,三相电机每一个绕组承受线电压(380V),而星形接线时,电机每一承受相电压(220V).在电机功率相同的情况,角线电机的绕组电流较星接电机电流小
希望可以帮助到你。
1个回答vgking
单相电机的启动绕组串接有一个合适的电容，借助于移相电容使其定子的两绕组获得相差90度的两个旋转磁场而能自动旋转起来。要改变电机的转向，需要在电机绕组引出线的接点上、找出启动绕组，将原来串接电容的一端、与原来接公用点的另一端线对调、连接，就能达到改变转向的目的。如果该电机主、副绕组一样，需要随意控制转向的；只需将原来接电容器的电源线通过一个双控(一进二出)开关，与电机电容的两端线连接，操作开关改变电源接入电容的方向、就能控制电机的转向了。
3个回答Love柯南843
1电机三角形接法时因为没有中性点，具体方法是电机的三相绕组的头与尾分别连接，这时只有一种电压等级，线电压等于相电压，线电流等于相电流的约1，73倍， 2电机星形接法时因为有中性点(电机一般都是三相对称负载所以一般不引出中性线)，具体方法是电机的三相绕组的三条尾连接在一起，三条头接电源，这时有两种电压等级，即线电压和相电压，且线电压等于相电压的约1.73倍，线电流等于相电流。 3需要注意的是本来星形接法的电机不能接成三角形，(如果接成三角形，这时相电压升高到约1.73倍，长时间运行必然烧毁电机)。 4同样本来三角形接法的电机不能接成星形，(如果接成星形，这时相电压降低到约1.73倍，达不到正常功率，如果带额定负载，那么这时属于过载状态，时间一长也必然烧毁电机)。 5在我国一般3-4KW(千瓦)以下较小电机都规定接成星形，以上较大电机都规定接成三角形。 6为什么较大功率电机都接成三角形，好处是轻载启动时，为了方便降压启动(启动时接成星形，运行时换接成三角形，电机启动时间极短接成星形没关系，好处是启动电流可以降低到1/3等)。 三角形接法，有助于提高电机功率，缺点，启动电流大，绕组承受电压(380V)大！增大了绝缘等级！ 行星接法，有助于降低绕组承受电压(220V)，降低绝缘等级！降低了启动电流，缺点，电机功率减小！ 所以，小功率电机4KW以下的大部分采用行星接法！大于4KW的采用三角形接法！三角形接法的电机在轻载启动时采用Y-△启动，以降低启动电流！轻载是条件，因为Y接法转矩会变小，降低启动电流是目的，利用Y接法降低了启动电流！
热门问答123456789101112131415161718192021222324252627282930CS5460A单相双向功率/电能 IC特性l l l l l l l l l l l l l l l 电能数据线性度：在1000 ：1 动态范围内线性度 为 ±0.1% 片内功能：可以测量电能（有功），I *V，IRMS 和 VRMS ，具有电能-脉冲转换功能 可以从串行EEPROM 智能“自引导”，不需要微 控制器 AC 或DC 系统校准 具有机械计度器/步进电机驱动器 符合IEC687/1036 ，JIS 工业标准 功耗&12mW 优化的分流器接口 V对I的相位补偿 单电源地参考信号 片内2.5V 参考电压（最大温漂60ppm/℃） 简单的三线数字串行接口 看门狗定时器 内带电源监视器 电源配置 VA+ = +5 V; VA- = 0V; VD+ = +3.3V～+5 V概述CS5460A 是一个包含两个ΔΣ模 - 数转换 器（ADC）、高速电能计算功能和一个串行接 口的高度集成的ΔΣ 模-数转换器。 它可以精确 测量和计算有功电能、 瞬时功率、 IRMS 和VRMS ， 用于研制开发单相2 线或3 线电表。CS5460A 可以使用低成本的分流器或互感器测量电流， 使 用分压电阻或电压互感器测量电压。CS5460A 具有与微控制器通讯的双向串口， 芯片的脉冲输 出频率与有功能量成正比。CS5460A 具有方便 的片上AC/DC 系统校准功能。 “自引导”的特点使 CS5460A 能独自工 作， 在系统上电后自动初始化。 在自引导模式中， CS5460A 从一个外部EEPROM 中读取校准数 据和启动指令。使用该模式时，CS5460A 工作 时不需要外加微控制器， 因此当电表用于大批量 住宅电能测量时，可降低电表的成本。 订货信息： CS5460A-BS -40℃～＋85℃ 24 引脚 SSOP1 CS5460A目录1．特性与规格说明 ..................................................................................................................................... 4 模拟特性 .............................................................................................................................................. 5 模拟特性（续） ................................................................................................................................... 6 5V 数字特性 ........................................................................................................................................ 7 3.3V 数字特性 ..................................................................................................................................... 7 绝对最大额定值 ................................................................................................................................... 8 开关特性 .............................................................................................................................................. 9 2．综述 ..................................................................................................................................................... 12 2.1 操作原理 ..................................................................................................................................... 12 2.1.1 ?? 调制器 .......................................................................................................................... 12 2.1.2 高速数字低通滤波器 ......................................................................................................... 12 2.1.3 数字补偿滤波器 ................................................................................................................ 12 2.1.4 数字高通滤波器 ................................................................................................................ 12 2.1.5 总的滤波器响应 ................................................................................................................ 12 2.1.6 增益及 DC 偏移量调整 ..................................................................................................... 12 2.1.7 有功能量及有效值计算 ..................................................................................................... 13 2.2 执行测量 ..................................................................................................................................... 13 2.2.1 CS5460A 线性性能 ........................................................................................................... 14 2.2.2 单计算周期（C=0 ） ....................................................................................................... 14 2.2.3 连续计算周期（C=1 ） .................................................................................................... 15 2.3 基本应用电路结构 ....................................................................................................................... 15 3．串口综述 .............................................................................................................................................. 15 3.1 命令字（只写） .......................................................................................................................... 15 3.1.1 启动转换 ........................................................................................................................... 18 3.1.2 SYNC0 命令 ..................................................................................................................... 18 3.1.3 SYNC1 命令 ..................................................................................................................... 18 3.1.4 上电/暂停命令 ................................................................................................................... 18 3.1.5 掉电控制 ........................................................................................................................... 18 3.1.6 校准控制 ........................................................................................................................... 19 3.1.7 寄存器读/写命令 ............................................................................................................... 20 3.2 串行口接口 .................................................................................................................................. 21 3.3 串口读/写 .................................................................................................................................... 21 3.3.1 寄存器写 ........................................................................................................................... 21 3.3.2 寄存器读 ........................................................................................................................... 21 3.4 系统初始化 .................................................................................................................................. 21 3.5 串口初始化 .................................................................................................................................. 22 3.6 CS5460A 上电状态...................................................................................................................... 22 4．功能描述 .............................................................................................................................................. 22 4.1 脉冲-速率输出 ............................................................................................................................. 22 4.2 常规模式、步进电机模式和机械计度器模式的脉冲输出 ............................................................ 23 4.2.1 常规模式 ........................................................................................................................... 23 4.2.2 机械计度器模式 ................................................................................................................ 24 4.2.3 步进电机模式 .................................................................................................................... 24 4.3 使用 EEPROM 的自引导模式 .................................................................................................... 25 4.3.1 自引导结构 ....................................................................................................................... 25 4.3.2 EEPROM 的自引导数据 .................................................................................................... 25 4.3.3 可用的 EEPROM ............................................................................................................ 25 4.4 中断和看门狗 .............................................................................................................................. 262 DS284PP4 CS5460A4.4.1 中断 .................................................................................................................................. 26 4.4.1.1 清除状态寄存器 ............................................................................................................. 26 4.4.1.2 INT 引脚的典型应用 ..................................................................................................... 27 4.4.1.3 INT 引脚的有效状态 ..................................................................................................... 27 4.4.1.4 异常 ............................................................................................................................... 27 4.4.2 看门狗定时器 .................................................................................................................... 27 4.5 晶体振荡器特性 .......................................................................................................................... 28 4.6 模拟输入 ..................................................................................................................................... 28 4.7 参考电压 ..................................................................................................................................... 28 4.8 校准............................................................................................................................................. 29 4.8.1 校准过程概述 .................................................................................................................... 29 4.8.2 校准寄存器 ....................................................................................................................... 29 4.8.3 校准程序 ........................................................................................................................... 30 4.8.4 校准信号输入电平 ............................................................................................................ 30 4.8.5 校准信号频率 .................................................................................................................... 30 4.8.6 校准的输入电路 ................................................................................................................ 30 4.8.7 校准算法 ........................................................................................................................... 30 4.8.7.1 交流偏移量校准 ............................................................................................................. 31 4.8.7.2 直流偏移量校准 ............................................................................................................. 31 4.8.7.3 交流增益校准 ................................................................................................................. 31 4.8.7.4 直流增益校准 ................................................................................................................. 31 4.8.8 校准所需时间 .................................................................................................................... 31 4.8.9 必须要校准吗？ ................................................................................................................ 32 4.8.10 校准顺序 ......................................................................................................................... 33 4.8.11 校准提示 ......................................................................................................................... 33 4.9 相位补偿 ..................................................................................................................................... 33 4.10 时基校准寄存器 ........................................................................................................................ 33 4.11 功率偏移量寄存器 ..................................................................................................................... 34 4.12 输入保护 C 电流限制 ............................................................................................................... 34 4.13 输入滤波 ................................................................................................................................... 34 4.14 对高压和大电流纹波的保护 ...................................................................................................... 36 4.15 增强 RFI 抗扰性能 .................................................................................................................... 36 4.16 PCB 设计 .................................................................................................................................. 37 5．寄存器描述 .......................................................................................................................................... 37 5.1 配置寄存器 .................................................................................................................................. 38 5.2 电流通道 DC 偏移量寄存器和电压通道 DC 偏移量寄存器 ....................................................... 39 5.3 电流通道增益寄存器和电压通道增益寄存器............................................................................... 39 5.4 周期计数寄存器 .......................................................................................................................... 39 5.5 脉冲-速率寄存器 ......................................................................................................................... 40 5.6 I ，V ，P ，E 带符号结果输出寄存器 ................................................................................... 40 5.7 IRMS ，VRMS 无符号结果输出寄存器 ..................................................................................... 40 5.8 时基校准寄存器 .......................................................................................................................... 40 5.9 功率偏移量寄存器 ....................................................................................................................... 40 5.10 AC 电流通道 AC 偏移量寄存器和电压通道 AC 偏移量寄存器 ................................................. 41 5.11 状态寄存器和屏蔽寄存器 .......................................................................................................... 41 5.12 控制寄存器................................................................................................................................ 42 6．引脚描述 .............................................................................................................................................. 43 7．封装尺寸 .............................................................................................................................................. 44DS284PP43 CS5460A 例 图图 1 CS5460A 读写时序图 ....................................................................................................................................10 图 2 CS5460A 自引导时序 ....................................................................................................................................11 图 3 数据流程图 .....................................................................................................................................................13 图 4 电压输入滤波器特性 .....................................................................................................................................14 图 5 电流输入滤波器特性 .....................................................................................................................................14 图 6 典型连线图（单相 2 线、直接与电网连接） .............................................................................................16 图 7 典型连线图（单相 2 线、与电网隔离） .....................................................................................................16 图 8 典型连线图（单相 3 线） .............................................................................................................................17 图 9. 典型连线图（单相 3 线、无中性点） ........................................................................................................17 图 10 典型脉冲串输出时序图（常规模式） .......................................................................................................24 图 11 机械计度器模式下的 EOUT 和 EDIR. .....................................................................................................24 图 12 步进电机驱动器模式下的 EOUT 和 ED ..................................................................................................24 图 13 EEPROM 和 CS5460A 的典型接口 ........................................................................................................25 图 14 自引导过程的时序图 ...................................................................................................................................26 图 15 CS5460A 自引导配置：掉电后自动重启动 ..............................................................................................27 图 16 晶体振荡器连接图 .......................................................................................................................................28 图 17 CS5460A 的 VREFOUT 电压与温度特性.................................................................................................29 图 18 系统增益校准...............................................................................................................................................31 图 19 系统偏移量校准...........................................................................................................................................31 图 20 校准数据流程图...........................................................................................................................................31 图 21 交流增益校准实例 .......................................................................................................................................32 图 22 另一个交流增益校准实例 ...........................................................................................................................32 图 23 直流增益校准实例 .......................................................................................................................................32 图 24 单端输入电路的输入保护 ...........................................................................................................................37 图 25 CS5460A 寄存器图 .....................................................................................................................................37表 格表 1 差模输入电压与输出编码 .............................................................................................................................13 表 2 输出线性度为±0.1%的使用范围（增益/偏移量寄存器缺省设置） ........................................................14 表 3 复位后寄存器缺省值 .....................................................................................................................................224DS284PP4 CS5460A1．特性与规格说明模拟特性（T A = -40 ℃ ~+85 ℃； VA+,VD+=+5V ± 10% ； VREFIN=+2.5V ； VA- =AGND ＝ 0V ； MCLK=4.096MHz ， K=1 ； N=4000==&OWR=4.0kHz ）（见注释1 ，2 ，3，4，5 ）参数 精度（两个通道）共模抑制比 偏移量漂移（无高通滤波器） （ DC,50,60Hz）符号CMRR最小值80 -典型值5 -最大值VA+ -115 20 4 VA+ -70 250 +2.5 100单位dB nV/℃ dB mV (dc) mV (dc) V dB pF pF kΩ kΩ模拟输入（电流通道）总谐波失真 差模输入电压范围{(VIIN+)-(VIIN-)}THDI IIN 74 -0.25 Cin ZinI ZinI VOSI FSEI THDv VIN 62 -0.25 CinV ZinV VOSv FSE -2.4 OWR FSCR 25（增益=10） （增益 =50） IIN+或 IIN-上的共模加信号 （增益 =10 或 50 ） 满量程输入时对电压通道的串扰 （ 50， 60Hz ） 输入电容 （增益 =10 ） （增益 =50） 等效输入阻抗 （注释 6） （增益 =10） （增益 =50） 噪声 （参考输入） （增益=10 ） （增益 =50）±250 ±5025 25 30 30 -μVRMS μVRMS%F.S. %F.S. dB mV (dc) V dB pF MΩ精度（电流通道）双极性偏移误差 满量程误差 （注释 1） （注释 1） ±0.001 ±0.001-模拟输入（电压通道）总谐波失真 最大差模输入电压范围 {(VIN+)-(VIN-)} VIN+或 VIN-上的共模加信号 满量程输入时对电流通道的串扰 （ 50,60Hz ） 输入电容 等效输入阻抗 （注释 6） 噪声（参考输入） ±2500.2 5 -μVRMS%F.S. %F.S.精度（电压通道）双极性偏移误差 满量程误差 （注释 1） （注释 1） ±0.01 ±0.01DDCLK/1024 DCLK/8 1.0 REFOUT +2.4 0.5 25 6 +2.6 10动态特性相位补偿范围 （电压通道， 60Hz ） 高速滤波器极频率点 （两个通道） 输入采样速率 DCLK=MCLK/K 满量程 DC 校准范围 （注释 7） 通道-通道延时误差 （ 60Hz ） （PC[6:0]设置为“0000000” ） 高通滤波器极点频率 -3dB °Sps Sps %F.S.μsHz V ppm/℃ mV参考电压输出输出电压VREFOUT 温度系数负载调节（注释 12 ） (输出电流 1μ A 输入或输出 )TVREFOUT△VRVREFIN参考电压输入输入电压范围 输入电容 输入 CVF 电流+2.4 +2.5 4 25 +2.6 V pF nADS284PP45 CS5460A模拟特性（续）参数 电源电源电流（有效状态）IA+ ID+(VD+=5V) ID+(VD+=3.3V) 有效状态（VD+=5V） 有效状态（VD+=3.3V ） PSCA PSCD PSCD 56 70 50 2.3 1.3 2.9 1.7 21 11.6 6.75 10 2.45 2.55 25 2.7 mA mA mA mW mW mW μW dB dB dB V V符号最小值典型值最大值单位功耗 （注释 8）电源抑制比 电流通道 （注释 9） 电源抑制比 电压通道 PFMON 掉电检测阈值电压PFMON 上电检测阈值电压待机状态 休眠状态 （ 50， 60Hz ） （增益 =10 ） （增益 =50 ） （ 50，60Hz ） （注释 9） （注释 10 ） （注释 11 ）PCPSRR PSRR PSRR PMLO PMHI注释：1. 进行了偏移量/增益系统校准程序后，芯片工作在“连续计算周期”数据采集模式时，电流和电压通道的双极性偏 移量误差及全量程增益误差分别参照I RMS寄存器及 V R M S 寄存器的输出。这一规格不适用于瞬时电流/电压寄存器的 输出。2. 本说明有设计，描述和测试保证。 3. 若无其他说明，模拟信号以VA-为参考，数字信号以DGND 为参考。 4. 关于VA+=VD+=5V±10%的规定，需注意只要VA+&VD+,VA+和VD+允许相差±200mv。 5. Sps是“samples per second（每秒采样次数）”的缩写。FSCR 最小值受增益寄存器最大允许值限制。 6. 等效输入阻抗 （ ZinI ） 由时钟频率 （ DCLK ） 和输入电容 （Cin ） 决定， ZinI=1/ （IC*DCLK/4 ） ， 其中 DCLK=MCLK/K 7. FSCR的最小值由增益寄存器的最大允许值限定。 8. 所有输出值都是加载情况下的输出。所有输入都是CMOS 电平。 9. PSRR定义：VREFIN与 VREFOUT 相连，VA+=VD+=5V,VA+和 VD+引脚上的 +5V 电压上叠加一个峰值为 150mV的正弦波（频率为60HZ）。两个输入通道的“＋”“－”输入引脚与VA －短接。 CS5460A 工作于“连续计算周期” 数据采集模式，测试时采集通道的输出数据。数字正弦输出信号的峰值是确定的，该值转换为加在通道输入端的正 弦电压的峰值，从而产生同样的数字正弦输出信号。这一电压定义为Veq。PSRR因此定义为（单位dB）：? ? 0.150V ? ? PSSR = 20 ? log ? ? ? ? Veq ? ?10. PFMON电平下降且LSD位为0，则LSD位所对应的电压置为高电平。 11. 若 LSD为已置 1（由于 PFMON 电压跌至 PMLO 以下），则当 PFMON 电压开始回升时， PFMON 引脚上的电平为 PMHI ，但 LSD位会永久性的复位为 0（不会瞬间变回 1）。若不满足这一条件， LSD的复位不会成功。该条件表明电压已恢复。典型地，如所给数据，PMHI约比PMLO电压高100mV。12. VREFOUT温度系数规范见4.7节。6DS284PP4 CS5460A5V 数字特性（TA= -40 ℃~+85 ℃；VA+，VD+=5V ±10%；VA-，DGND=0V ）（见注释3，4和13 ）参数高电平输入电压 除 XIN,SCLK 和 RESET 以外的所有引脚XIN SCLK 和 RESET符号最小值0.6VD+ (VD+)-0.5 0.8VD+典型值-最大值-单位V V VVIH低电平输入电压 除 XIN,SCLK 和 RESET 以外的所有引脚XIN SCLK 和 RESET VIL VOH VOL Iin Ioz Cout 0.8 1.5 0.2VD+ 0.4 V V V V V高电平输出电压 （除 XOUT） 低电平输出电压 （除 XOUT） 输入漏电流 三态漏电流 数字输出引脚电容Iout=+5mA Iout=-5mA（VD+）-1.0-（注释 14）±15±10 ±10-μA μApF注释：13. 5V特性由表示特性保证。只有更严格的3.3V数字特性在产品测试中进行过实际验证。14. 适用于除XIN引脚（漏电流&50μA）和MODE引脚（漏电流&25μA）外的所有引脚。3.3V 数字特性（TA= -40 ℃~+85 ℃；VA+ =5V ±10%；VD+ =3.3V ±10%；VA-，DGND=0V ）（见注释3，4和13 ）参数高电平输入电压 除 XIN,SCLK 和 RESET 以外的所有引脚XIN SCLK 和 RESET符号最小值0.6VD+ (VD+)-0.5 0.8VD+典型值-最大值-单位V V VVIH低电平输入电压 除 XIN,SCLK 和 RESET 以外的所有引脚XIN SCLK 和 RESET VIL VOH VOL Iin Ioz Cout 0.48 0.3 0.2VD+ 0.4 V V V V V高电平输出电压(除 XIN,XOUT 引脚) 低电平输出电压(除 XIN,XOUT 引脚) 输入漏电流 三态漏电流 数字输出引脚电容Iout=+5mA Iout=-5mA（VD+）-1.0-（注释 14）±15±10 ±10-μA μApF注释：15. 所有的测量都是在静态条件下进行的。16. 若VD+=3V且XIN输入由晶振产生，则XIN的频率必须保持在2.5M－5.0MHZ之间。若使用振荡器，整个XIN频率范围都可使用，见开关特性。DS284PP47 CS5460A绝对最大额定值（DGND=0 V ；见注释17 ） 警告：在限制条件临界值下工作或超过限制条件工作可能造成芯片的永久性损坏。在这些极限情况下不保证芯片可靠工作。参数直流电源 （注释 18， 19） 正数字 正模拟 负模拟 输入电流，除电源引脚除外任何引脚 （注释 20,21,22） 输出电流 功耗 （注释 23） 模拟输入电压 所有模拟引脚 数字输入电压 所有数字引脚 工作环境温度 存储温度 注释：17. 所有电压都以地为参考。18. VA+和VA-必须满足{(VA+)-(VA-)}≤+6.0V 。 19. VD+和VA-必须满足{(VD+)-(VA-)}≤+6.0V 。符号VD+ VA+ VAIIN IOUT PD VINA VIND TA Tstg最小值-0.3 -0.3 +0.3 (VA-)-0.3 DGND-0.3 -40 -65典型值-最大值+6.0 +6.0 -6.0单位V V V mA mA mW V V±10 ±25500 (VA+)+0.3 (VD+)+0.3 85 150℃ ℃20. 适用于所有引脚，包括在持续过压情况下的模拟输入引脚（AIN ）。 21. 100mA 以内的瞬间电流不会造成SCR （可控硅）死锁。22.电源引脚的最大直流输入电流为±50mA 。23. 总功耗，包括所有输入电流和输出电流。8DS284PP4 CS5460A开关特性（TA= -40 ℃~+85 ℃；VA+=5.0V ±10%；VD+=3.0V ±10%或5.0V ±10%；VA- = 0.0V ；逻辑电平：逻辑0=0.0V 逻辑1=VD+；CL=50pF ）参数主时钟频率 内部振荡器 （注释 24） 主时钟占空比 CPUCLK 占空比 （注释 25） 上升时间 除 SCLK 外的所有数字输入引脚 （注释 26）SCLK符号MCLK最小值2.5 40 40典型值4.096 50 50 60 -最大值20 60 60 1.0 100 1.0 100 2 -单位MHz % % ?s ?s ns ?s ?s ns ms MHz ns ns ns ns ns nstrise下降时间任意数字信号输入 除 SCLK 外的所有数字输入引脚 （注释 26）SCLK200 200 50 50 100 100tfall任意数字信号输入 启动 振荡器启动时间 串行口时间特性 串行时钟频率 串行时钟SDI 时间特性 XTAL=4.096MHz(注释 27) tost SCLK脉冲高电平宽度 脉冲低电平宽度t1 t2 t3 t4 t5 t6CS 下降到 SCLK 上升的时间SCLK 上升前数据建立时间 SCLK 上升后数据保持时间 SCLK 下降到 CS 无效的时间 SDO 时间特性CS 下降到 SDO 开始驱动的时间SCLK 下降到新数据位出现的时间t7 t8 t9-20 20 2050 50 50ns ns nsCS 上升到 SDO 高阻态的时间自引导时间特性 串行时钟MODE 到 RESET 上升的建立时间高电平脉宽 低电平脉宽t10 t11 t12 t13 t14 t15 t16 t17 50 100 50 48 1008 8 -MCLK MCLK ns MCLKRESET 上升到 CS 下降的时间 CS 下降到 SCLK 上升的时间从 SCLK 下降到 CS 上升时间8 16MCLK MCLK ns nsCS 上升到 MODE 拉低时间（结束自引导过程）SDO 保证设置时间到 SCLK 上升的时间注释： 24. 芯片参数是使用 4.096MHz 时钟时的参数， 但时钟频率在3MHz ～ 20MHz 之内都能使用。 但输入频率超过5MHZ 时，必须使用外部振荡器，若仍使用晶振，则VD+必须为5V（不是3V）。25. 如果使用外部MCLK ，则占空比必须在45%和55%之间才能满足该参数的要求。 26. 参数测试使用了被测波形10%和90%的两个点。输出负载为50pF 。 27. 振荡器启动时间因晶片参数不同而不同。当使用外部时钟时该参数无效。DS284PP49 CS5460A图 1 CS5460A 读写时序图 10 DS284PP4 CS5460A图 2 CS5460A 自引导时序 DS284PP4 11 CS5460A2．综述CS5460A 是具有有功功率计算引擎的CMOS 单片功率测量芯片，它包含了两个增益可编程放大 器、两个ΔΣ 调制器、两个高速滤波器，具有系 统校准和有效值/功率计算功能，以提供瞬时电压/ 电流/功率数据采样及有功能量、IRMS 、VRMS的周 期计算结果。为适应低价测量应用，CS5460A也能 在给定引脚上输出脉冲串，输出的脉冲数与有功能 量寄存器的数值成正比。 CS5460A专为功率测量进行了优化， 它适合与 分流器或电流互感器相连来测量电流；与分压电阻 或电压互感器相连来测量电压。为适应不同电平的 输入电压，电流通道集成有一个增益可编程放大器 （ PGA ） ， 使 输 入 电 平 满 量 程 可 选 择 为 ± 250mVRMS 或±50mVRMS 。电压通道的PGA可适 应±250mV 的输入电压范围。 对于VA+和VA-两端 接单＋5V电源的情况， 两个通道的差模输入引脚间 所加的共模＋信号电压为－0.25V到＋5V。另外， 设计时可以在某一个通道或两个通道实现双端差 模输入，此时输入信号的共模电压加在AGND上。 CS5460A 每通道都有一个高速数字滤波器， 将两个ΔΣ调制器的输出衰减10倍并积分。滤波器 以（MCLK/K ）/1024的字输出速率（OWR ）输 出24位数据。 为了方便与外部微控制器通讯，CS5460A 集 成有一个简单的三线串行接口，该串口与SPI ? 和 Microwire ? 标准兼容。串口的串行时钟（SCLK） 和 RESET 引脚内包含一个施密特触发器，允许使用 上升速度较慢的信号。 波器实现，与电压通道的准确测量范围相比，可以 在输入跨度更大的情况下实现电流通道的精确测 量。（该问题在2.2.1节有更多讨论） 同样见图3，电压通道的数据与一个可变的时 延滤波器有关。时延的长度由相位补偿位的7位二 进制值确定（见相位补偿），它们可由用户设置。 当相位补偿位PC[6:0]为缺省设置“0000000”（且 MCLK/K=4.096MHZ）时，相对于初始的模拟电流 输入信号，加在初始的模拟电压输入信号的额定时 延约为1μs。这在频率为60HZ时相当于约0.0216 度的滞后。2.1.3 数字补偿滤波器两个通道的数据接下来通过两个FIR补偿滤波 器，以补偿通过低通滤波器后产生的幅值损耗。2.1.4 数字高通滤波器两个通道都提供了一个可选的高通滤波器（图 3中用HPF表示），它可以加入信号通路，以在有 效值/电能计算之前除去电流/电压信号中的直流成 分。该滤波器可通过使能寄存器中的特定位启动。 若用户希望在两个通道中的一个加入高通滤 波器，则另一个通道将启动全通滤波器（图3中的 APF），以保持电压和电流的传感信号之间的相位 关系。例如，如果电压通道加入了HPF而电流通道 没有加入，则电流通道将加入APF，从而消除电流 通道内由于高通滤波器产生的相位延迟。2.1.5 总的滤波器响应当 CS5460A(K=1) 在 4.096MHZ 时钟的驱动下 时，电压通道的输入滤波器网络的复合幅值响应 （相对于频率）见图4，电流通道的输入滤波器网 络的复合幅值响应（对于频率）见图5。两个通道 的复合滤波器响应用MCLK频率和K计量。2.1 操作原理两个通道的计算程序图见图3。阅读以下各部 分的数据流程描述时可参考该图。2.1.1 ΔΣ调制器电压 /电流通道的模拟波形应与输入PGA 的增 益对应(未在图3中显示)。 该波形将由ΔΣ调制器以 （MCLK/K）/8Sps的速度采样。2.1.6 增益及 DC 偏移量调整滤波后瞬态电压和电流的数字量将基于DC偏 移量寄存器（进行加法运算）和增益寄存器（进行 乘法运算）进行偏移量/增益调整。这些寄存器用于 芯片的校准（见4.8. 校准）。经过偏移量和增益调 整，24位瞬态数据采样值存入瞬态电压和电流寄存 器，用户可通过串口从中读出采样数据。DS284PP42.1.2 高速数字低通滤波器对数据进行低通滤波，以去除调制器输出的高 频噪声。参见图3，电压通道的高速滤波器由一个 固定的Sinc2滤波器实现。电流通道用一个Sinc4滤12 CS5460A图 3 数据流程图2.1.7 有功能量及有效值计算瞬态电压和电流的数字量将作另外的处理。参 见图3，每对瞬态电压/电流的采样数据相乘，得到 瞬时有功能量的采样值。每个A/D采样周期后，新 的瞬态功率采样值存入瞬时功率寄存器（可被用户 读出）。 N个瞬时功率采样值作为一组（N值放在周期 计数寄存器中），每组的瞬时功率累加和用于计算 存放组能量寄存器中的数值，它正比于芯片在最近 N个A/D转换周期中寄存的有功能量的值。从图3可 知当前的瞬时功率累加和右移了12次（相当于除以 4096），以避免能量寄存器产生溢出。有效值同样 利用最近的N个瞬态电压/电流采样值计算，这些值 可从RMS电压寄存器和RMS电流寄存器中读出。位的置位也表明新的 24 位瞬态电压和电流采样值 已获得，并且它们相乘获得了相应的24位瞬时功率 值。 表1表明了差模输入电压 （电压通道输入端 “＋” “－”引脚间的电压）和相应的瞬态电压寄存器输 出编码之间的关系。当电流通道的 PGA 增益置于 “10X”时，该表也适用于电流通道。输出编码 （16进制）7FFFFF 000 FFFFFF 800000输入电压（DC）+250mv 14.9nv至44.7nv -14.9nv至14.9nv -44.7nv至-14.9nv -250mv输出编码 （10进制） 0 -1 -8388608表 1 差模输入电压与输出编码2.2 执行测量总结2.1节可知，CS5460A首先测量瞬态电流 和瞬态电压，由此计算出相应的瞬时功率以及有功 能量、电压有效值和电流有效值的周期计算值。这 些测量/计算结果以24位带符号和无符号字给出。 所 有输出字的范围归一化为统一的量程，其中24位带 符号输出字用补码表示。 CS5460A输出寄存器的24 位数据字的无符号数表示在0和1之间，带符号数表 示在－1到＋1之间。寄存器值为1表示最大可能的 数值。在 CS5460A 的寄存器中实际上不可能达到 1.0的数值。 如任何带符号输出寄存器的最大输出值 为[(2^23-1)/(2^23)]=0.。每次A/D转 换后，CRDY位都将被置位，同时若CRDY位未被 屏蔽 （在屏蔽寄存器中） ， CRDY INT 引脚也将有效。DS284PP4VRMS、 IRMS及电能计算每N次转换更新一次 （见 1中 “计算周期” ） ， N值存放于周期计数寄存器中。 在每次计算周期结束时，屏蔽寄存器中的DRDY位 将置位，若DRDY位未被屏蔽， INT 引脚将有效。 尽管 CRDY 在每次 A/D 转换后都需置位，但 DRDY 仅当每次计算周期结束后置位。这些位被 CS5460A置位后， 用户必须在下次置位之前对其清 零，以使其能够在INT引脚上触发新的中断事件。 如果周期计数寄存器的值（N）置1，所有输出的计 算都是瞬态值，当瞬态计算完成，DRDY将有效。 若需使RMS值有效， 周期计数寄存器设置的值必须 大于 10 。计算周期频率由主时钟确定，其值为 （MCLK/K）/(1024*N)。在缺省条件下，即XIN时 钟为4.096MHZ,K=1， 电压、 电流和功率的瞬态A/D 转换速率为4000Sps，IRMS、VRMS即电能计算速率 为1Sps。13 CS5460A250mv的正弦波电压是不实际的，因为这样的正弦 波在其每周期电压正 /负峰值附近的电平将超过输 入通道的最大差模电压输入范围。最大的不饱和正 弦波电压输入信号的典型值应为250mv/sqrt（2） ＝～176.78mv（RMS ），约为满量程的70.7 ％。 这也意味着对于电流通道，要保证60HZ纯正弦波 输入信号的RMS测量值的（线性度＋变化量）误差 保持在读数±0.1％内， 电压的范围应在最大差模输 入电压幅值的0.2%~70.7%。电能 图 4 电压输入滤波器特性 范围 （％满量程） 最大差模 输入 线性度0.1%-100 % VRMS 50%-100 % IRMS 0.2%-100%不使用 读数的0.1%电压通道 ±250mv 读数的0.1%电流通道 ±250mv 10X ±50mv 50X 读数的0.1%表 2 输出线性度为± 0.1%的使用范围（增益 /偏移量寄存器 缺省设置）图 5 电流输入滤波器特性2.2.1 CS5460A 线性性能表2列出了输入电平的范围（电能、IRMS/VRMS 寄存器的满量程读数的百分数） ， 在该范围内VRMS、 IRMS和电能寄存器在逐个计算周期完成后的结果的 (线性度＋变化量)在读数的±0.1％内。需注意的是 CS5460A未进行校准前（见校准）的准确性（相对 于电源的参考电源线电压和电源线电流）不保证在 ±0.1％内。但实际上CS5460A给出的芯片样品在 校准前，其线性度在规定的范围内确实在±0.1％ 内，此时电压通道和电流通道的输入电平对应于 IRMS和VRMS寄存器满量程读数。两个通道都进行了 偏移量/增益校准后，VRMS、IRMS和电能寄存器结果 同样具有±0.1％的线性度。另外， 电压通道（PGA 设为10X增益的电流通道）的差模输入电压的典型 最大值（满量程）为250mv（额定值），若两个通 道的增益寄存器值为1（缺省）且两个DC偏移量寄 存器值为0（缺省），则电压/电流输入的250mv直 流信号在RMS电流/电压寄存器内的测量值应为大 约 0.9999 … 。 因为 250mv（ dc ）的有效值同样是 250mv。但对于任何一个输入通道，加入有效值为14（线性度＋变化量） 保持在读数的±0.1%的范 围可以扩大，这可通过选择周期计数寄存器的值使 每个计算周期的时间等于（或非常接近于）电源周 期的整数倍（N需大于等于4000）实现。例如，周 期计数设置为4200，对电源线上电流检测获得的 60HZ正弦电流的电压信号的（线性度＋变化量） 保持在读数的±0.1%的范围可以扩大， 也就是超过 0.2%~70.7%， 准确范围也将提高。 因为采样数4200 为60HZ的整数倍70倍。需要注意的是测量范围的 扩展指的是输入量程下限的扩展（即上限仍不能超 出满量程的上限）。这样可以准确测量更小的电源 电流，从而扩展电度表的负载范围。增加测量范围 有助于负载大范围变化下电度表的测量2.2.2 单计算周期（C=0 ）‘C’指的是“启动转换”命令(见3.1)的C位。该 命令表明CS5460A在“单计算周期”数据采集模式 下执行转换。依据周期计数寄存器的信息，在用户 发出一个“启动转换”命令后，执行一个单计算周 期。计算结束后，DRDY 被置位。读取一个计算结 果需要32 个SCLK时钟信号 ，前8个SCLK时钟信 号用来输入决定读取哪一个寄存器的命令，后 24 个SCLK时钟信号用来读取被指定的寄存器的计算 结果。 数据读取完毕后， 串行接口返回到命令模式， 等待新的命令被发出（第3节有从CS5460A读取寄 存器数据的更详细的说明）。DS284PP4 CS5460A2.2.3 连续计算周期（C=1 ）当C=1时，CS5460A执行“连续计算周期”数 据采集模式。依据周期计数寄存器的信息，连续的 计算周期在电压和电流通道重复进行 （每N 次转换 进行一次）。用户不能在单个通道上启动/中止计算 周期。每个计算周期结束后，DRDY 被置位。读取 一个寄存器需32 个SCLK时钟信号，前8个 SCLK 时钟信号用于确定被读寄存器地址， 后24 个SCLK 时钟信号用来读出计算结果。 在这种模式下， DRDY 的上升和下降指示新数据是否就绪，用户可以据此 有选择地读取实际应用所需的计算结果。再次提醒 用户在其 MCU 固化软件中需在 DRDY 位再次确认 前对其复位。 参见图3，在IRMS 和VRMS 的数据通道内平方根 计算前，需进行 Sinc 2 计算。数据在每N个采样值里 10中取1。 因此， 每个通道的第一个输出将无效 （也 就是说单计算周期时所有的有效值计算结果都无 效， 连续计算周期时第一个有效值计算结果无效） 。 2 由于计算电能不需要进行 Sinc 计算， 所以电能计算 结果一直有效。 用户向CS5460A发出 “启动转换” 的命令后 （见 3.1 命令（只写））且命令中的‘C’位置1，芯片 将保持在激活状态下。一旦进入“连续计算周期” 数据采集模式，CS5460A将连续在电压/电流通道 进行A/D转换及所有后续计算，直至：a) 从串口接 到“上电/暂停”命令；b) 芯片掉电；c) 用户确认 配置寄存器中的RS位（软件复位）；d) 硬件复位。 互不冲突。 CS5460A及其电路必须密封保持绝缘以 防人或动物触电。 图7所示同样为单相2线系统的功率测量，但与 电源线实现了隔离。隔离通过3个变压器实现。一 个是普通的变压器，用于提供CS5460板上的直流 电源。第二个是一个高精度、低阻抗的变压器（通 常称为电压互感器），在较高的谐波下也具有很小 的衰减和相位延迟。还有一个电流互感器用于测量 电源线电流，一个电阻跨接在电流互感器的次级， 对CS5460A的电流通道产生电流感应的电压信号。 由于CS5460A不直接接在电源线上， 因此其数字接 口不需隔离。 图 8 所示为 CS5460A在单相 3 线系统的功率测 量方案。另外，在美国的许多使用3线的住宅电能 测量系统中只有两根线是可用的 （中线不能使用） ， 图9 显示了CS5460A在不使用中线情况下的单相3 线功率测量系统。3．串口综述CS5460A 的串行接口部分集成了一个带有发 送/接收缓冲器的状态机， 状态机在SCLK 的上升沿 解释8 位命令字。根据对命令的解码，状态机将执 行相应的操作，或者为被寻址的寄存器的数据传输 做准备。读操作需将被寻址的内部寄存器的数据传 送到发送缓存区，写操作在数据传输前要等24 个 SCLK 周期。内部寄存器用于控制ADC 的功能。 所有寄存器都是24 位。图25描述了用户可用的内 部寄存器。 上电后CS5460A 初始化并处于可完全操作状 态，等待接收有效的命令（输入串口的前 8 位数 据）。在完成对有效命令的接收和解码后，状态机 将指示转换器执行系统操作或从内部寄存器输入 或输出数据。具体命令字的含义，请用户参考“命 令字”一节。2.3 基本应用电路结构图 6 所示为 CS5460A在单电源单相2 线系统的 功率测量方案。该图用于监控电源线电流的电阻分 流器联接在电源的火线端。在大多数住宅电能测量 应用中，电度表分流器接在火线上有助于发现窃电 的行为。 这种类型的电阻分流器在CS5460A的共模 输入电压应以火电源线电压为参考点，这也意味着 CS5460A 的输入共模电压相对于地电位会在很高 的正电压和负电压之间振荡。 因此CS5460A的数字 输出接口与外部数字接口（如局域网或其它通信网 络）的设计应谨慎。这些数字通信网络可能要求对 地电位为 CMOS 电平。在这种情况下， CS5460A 的数字串行接口引脚必须与外部数字接口隔离，以 使测量端的参考地电位与外部接口地参考地电位3.1 命令字（只写）所有的命令字长度均为1 个字节。写寄存器命 令后必须紧跟1 、2 或3 个字节的寄存器数据。读 寄存器命令发出3 字节的寄存器数据。读寄存器命 令可以和其它命令链接到一起执行（比如，在读数 据时，另一个新的命令可送入SDI，并可在原来的 读操作结束前执行），这样就允许“命令链”操作。DS284PP415 CS5460A图 6 典型连线图（单相 2 线、直接与电网连接）图 7 典型连线图（单相 2 线、与电网隔离）16DS284PP4 CS5460A图 8 典型连线图（单相 3 线）图 9. 典型连线图（单相 3 线、无中性点）DS284PP417 CS5460A3.1.1 启动转换 B7 1 B6 1 B5 1 B4 0 B3 C B2 0 B1 0 B0 0本命令指示状态机开始获取测量和计算结果，有两种测量模式。 C 采集/测量模式 0=执行单计算周期 1=执行连续计算周期3.1.2 SYNC0 命令 B7 1 B6 1 B5 1 B4 1 B3 1 B2 1 B1 1 B0 0本命令是串口重新初始化序列的结束部分，它也可以作为NOP 命令使用。通过连续输入3 个或更多的 SYNC1 命令字然后输入一个SYNC0 命令字可以使串口重新同步到字节边界。3.1.3 SYNC1 命令 B7 1 B6 1 B5 1 B4 1 B3 1 B2 1 B1 1 B0 1本命令是串口重新初始化序列的一部分，它也可以作为NOP 命令。3.1.4 上电/暂停命令 B7 1 B6 0 B5 1 B4 0 B3 0 B2 0 B1 0 B0 0如果芯片进入掉电模式（等待或睡眠模式（见3.1.5） ） ，本命令将使芯片上电。上电后，不进行转换/计算。 如果芯片已通电且正运行于“单计算周期”或“连续计算周期”数据采集模式，则此命令将使所有计算暂 停。3.1.5 掉电控制 B7 1 B6 0 B5 0 B4 S1 B3 S0 B2 0 B1 0 B0 0设备有两种掉电模式来节电。如果芯片处于等待模式(stand-by)，除了模拟/数字时钟发生器以外所有电路 都被关闭。在睡眠模式(sleep)中，除了数字时钟发生器和指令解码器外，所有电路都关闭。由于重新启动 模拟时钟信号并使其稳定需要时间， 因此将CS5460A从睡眠状态中唤醒所用时间比从等待状态唤醒所用时 间长。 S1 ，S0 掉电模式 00=保留 01=暂停并进入等待模式，这种模式允许快速上电。 10=暂停并进入睡眠模式，这种模式要求一个较长的上电时间。 11=保留18DS284PP4 CS5460A3.1.6 校准控制 B7 1 B6 1 B5 0 B4 V B3 1 B2 R B1 G B0 0芯片具有执行系统AC偏移量校准、DC偏移量校准、AC增益校准和DC增益校准的功能。用户可以单独校 准电压通道、电流通道或者对两个通道同时校准，但偏移量校准和增益校准不能同时进行。具体使用时， 如果进行了DC增益校准，则不应运行AC增益校准（反之亦然）。在执行校准操作前，用户必须给芯片提 供适当的输入。 [V, I] 指定校准通道 00=禁止 01=校准电流通道 10=校准电压通道 11=电压通道，电流通道同时校准 指定AC校准（R=1 ）或DC校准（R=0 ） 指定增益校准 0=正常运行 1=执行增益校准 指定偏移量校准 0=正常运行 1=执行偏移量校准R GODS284PP419 CS5460A3.1.7 寄存器读/写命令 B7 0 B6 W/ R B5 RA4 B4 RA3 B3 RA2 B2 RA1 B1 RA0 B0 0该命令通知状态机需要对寄存器进行访问。读寄存器时，被寻址的寄存器中的数据被传送到输出缓冲器中 由SCLK 移位输出。写寄存器时，数据由SCLK 移入输入缓冲器并在第24 个SCLK出现后写入被寻址的 寄存器。 W/ R 写/读控制 0=读寄存器 1=写寄存器 寄存器地址位，二进制编码为0 ～31 。所有寄存器都是24 位宽。 地址
名称 Config IDCoff Ign VDCoff Vgn Cycle Count 描述 配置寄存器 电流通道直流偏移寄存器 电流通道增益寄存器 电压通道直流偏移寄存器 电压通道增益寄存器 每个计算周期的A/D转换数RA[4 ：0]00110 Pulse-Rate 用于设置 EOUT 和 EDIR 上的能量-脉冲速率 00111 I 瞬时电流寄存器（最近一次电流采样） 01000 V 瞬时电压寄存器（最近一次电压采样） 01001 P 瞬时功率寄存器（最近一次功率采样） 01010 E 电能寄存器（最后一次计算周期的累计值） 01011 IRMS 电流有效值寄存器（最后一次计算周期的值） 01100 VRMS 电压有效值寄存器（最后一次计算周期的值） 01101 TBC 时基校准寄存器 01110 POff 功率偏移量寄存器 01111 Status 状态寄存器 10000 IACoff 电流通道交流偏移寄存器 10001 VACoff 电压通道交流偏移寄存器 10010. Res 保留 ** ┇ ┇ ┇ 10111 Res 保留 ** 11000 Res 保留 ** 11001 Test 保留 ** 11010 Mask 中断屏蔽寄存器 11011 Res 保留 ** 11100 Ctrl 控制寄存器 11101 Res 保留 ** ┇ ┇ ┇ 11111 Res 保留 ** **这些寄存器只能在内部使用，不能被写入。20 DS284PP4 CS5460A3.2 串行口接口CS5460A 串口接口的从属方式使用包括 2 条 控制线和2条数据线: CS 、SDI 、SDO 和SCLK 。 片选（输入脚），允许访问串口的控制线。 CS CS 为逻辑1 时，SDI,SDO和SCLK输出将 保持高阻抗。如果 CS 为逻辑0 ，SDI,SDO 和SCLK具有如下特性： SDI 串行数据输入(输入脚)，用于把用户的数据 （如数据/命令/地址等）传输到CS5460A。 SDO 串行数据输出(输出脚)，用于从寄存器读出 数据。 SCLK 串行时钟 ( 输入脚 ) ，控制数据移出或移入 A/D 转换器串行口的传输率。为了和光电 耦合器相匹配，SCLK 的输入端集成了一 个施密特触发器， 以允许使用上升和下降时 间较慢的光电耦合器直接驱动该引脚。另 外，SDO 具有吸收或输出5mA 电流的能 力，可以直接驱动光电耦合器的LED 。在 吸收或输出5mA 电流时，SDO 的驱动电 压损失小于400mV 。3.3.2 寄存器读当启动了读命令，串口将在下8个、16个或24 个 SCLK 周期启动 SDO 脚上的寄存器内容的转移 （从高位开始）。寄存器读指令可以终止在8 位的 边界上（例如，读出时可只读8 ，16 或24 位）。 同样，数据寄存器读出允许采用“命令链”。因此 读寄存器时，微控制器可同时发送新指令，新指令 将被立即执行，并可能终止读操作。例如，命令字 送入状态机读取某一输出寄存器，进行了16 个连 续的读数据串行时钟脉冲后，执行写命令字（如状 态寄存器清零命令），数据从SDI 引脚输入，同时 剩下的8 位读出数据被传送到SDO 引脚。又如， 用户仅需从读操作中获取16位有效位时， 可在SDO 读出8位数据后从SDI输入第二个读命令。 在读周期，当从SDO 引脚输出数据时，必须 用SYNC0指令（NOP ）使SDI 引脚处于选通态。3.4 系统初始化任意时刻软件或硬件复位都可使系统初始化。 软件复位是通过向配置寄存器的RS （系统复位） 位写入逻辑1 来实现的，复位后该位自动恢复为逻 辑0 。在第32 个串行时钟SCLK （假设有8 位命 令字和24 位的数据）结束后，芯片内部同步电路 延迟 3 或 4 个DCLK （ MCLK/K ）后装载配置寄 存器。然后，复位电路在MCLK 的第一个下降沿开 始进行复位工作。 硬件复位是通过强制拉低 RESET 引脚 50ns 以 上来实现的。 RESET 信号是异步的，不需要芯片用 MCLK 来检测或存储复位事件。 RESET 引脚设有 施密特触发器，这就使它可接受慢边沿信号和带有 噪声的控制信号（这种情况常见于系统掉电时）。 一旦 RESET 引脚处于无效状态后， 内部复位电路还 将保持5 个MCLK 周期有效， 确保芯片中的同步电 路被复位。当 RESET 引脚无效后， 调制器要保持12 个MCLK 周期的复位状态。软件或硬件复位后，内 部寄存器（其中一些驱动输出引脚）在复位后的第 1 个MCLK 被置为缺省值 （见表3 ） ， CS5460A 处 于命令模式，在串口等待有效命令。关于表3所列 寄存器的详细描述，读者可参考第5节。3.3 串口读/写状态机对收到的命令字进行译码。通过寄存器 读/写命令，数据可被写入CS5460A或从CS5460A 中读出。 图1为从串口缓冲区读写的时序。 如图9 所 示，数据的读/写通过向串口SDI 引脚写入相应的8 位命令字（高位在前）来启动。需要注意的是，一 些命令字的执行受周期计数寄存器和配置寄存器 内容的影响，这就需要先对周期计数寄存器和配置 寄存器内容进行正确设置。3.3.1 寄存器写当 命 令 包 含 写 操 作 时 ， 串 口 将 在 下 面 24 个 SCLK周期对SDI引脚的数据（从高位开始）记录。 寄存器写指令后必须跟24 位的数据，比如，写配 置寄存器，应先写命令字（0X40 ）启动写操作， 然后，随着24 个连续的串行时钟脉冲，CS5460A 将从串行输入引脚SDI 接收串行输入数据， 一旦收 到数据，状态机便将数据写入配置寄存器，然后等 待下一个命令。DS284PP421 CS5460A配置寄存器： 偏移量寄存器： 增益寄存器： 脉冲-速率寄存器： 周期计数寄存器： 时基寄存器： 状态寄存器： 屏蔽寄存器： 控制寄存器： 交流电流偏移寄存器： 交流电压偏移寄存器： 功率偏移量寄存器： 所有数据寄存器： 所有无符号数据寄存器: 0xxxx0FA000 0x000FA0 0x800000 （见第5节） 0xxxxxxx0000004．功能描述4.1 脉冲-速率输出EOUT 和 EDIR 引脚提供了一个能累积能量代数值的简单接口，它可代替串行口去读取有功能 量。每个 EOUT 脉冲都代表了一定数量的电能，这 一数量可通过调整脉冲 - 速率寄存器的值来改变 ,EDIR 信号则表示电能的方向。需注意这些脉冲不表 3. 复位后寄存器缺省值3.5 串口初始化串口与SCLK不同步是有可能的。一旦发生这 种情况， 任何输入CS5460A的有效指令或者不会产 生动作或者产生错误动作， 因为CS5460A不能正确 解释输入的命令字。此时需重新初始化串口，可用 以下几种方法： 1 ）CS5460A上电，（若已上电，重新启动） 2 ）硬件复位 3 ）向串口发初始化序列，该序列包括3 个（或更 多个）时钟周期的SYNC1命令字（0xFF ）， 紧跟着一个时钟周期的SYNC0命令字(0xFE)。受周期计算寄存器的影响，也不依赖于计算周期。 当MCLK=4.096MHz ，K=1 ，且电压通道和电流 通道的输入电平使瞬时电压和瞬时电流寄存器满 量程时， 脉冲的平均频率等于脉冲-速率寄存器中设 定的频率。当MCLK/K ≠4.096MHz ，则脉冲的平 均频率等于 MCLK/K=4.096MHz 时脉冲的平均频 率乘以4.096MHZ/(MCLK/K)。 示例 #1 ：假设电源线上的电压有效值和电流 有效值分别为220V 、15A （注意其最大额定值分 别为250V 、 20A ） ，EOUT 引脚的脉冲频率为IR= 每秒100 个脉冲 （100Hz ） 。 同时假设CS5460A 的 电压/电流通道已经校准，此时250mV 的直流电平 将使瞬时电压/电流寄存器和电压/电流有效值寄存 器读数都为 1.0 （满量程），我们希望找到写入 CS5460A 的脉冲 - 速率寄存器的频率值（称为 PR 值）以满足以上要求。第一步应设置电压和电流的 传感器的增益常数KV 和KI ，以便当电源线的电压 和电流值为最大值250V/20A 时，可以满足其输入 电压等级。我们计算KV 和KI 的目的是确定用于前 端电压/电流传感器网络的合适的电压/电流互感器 的变比和/或分流器电阻值。 这里假设我们所用的电源是正弦交流信号，对 正弦波，可精确测量的有效值为峰值的0.7071（输 入不过载）。由于实际功率信号不能完全符合正弦 曲线，为预防数值超量程，当电源线电压和电源线 电流的有效值分别为250V 和20A 时，我们需要将 电压有效值和电流有效值寄存器设置为0.6 。因此 当RMS 寄存器的值设置为0.6 时，输入电平为0.6 x 250=150mV 。现在我们就可以得到传感器增益 常数 KV 和 KI 的值，当电源线电压 / 电流为最大值 250V 和 20A 时 ， 电 压 / 电 流 通 道 的 输 入 将 为 150mV 有效值。 KV = 150mV/250V = 0.0006 KI = 150mV/20A = 0.0075Ω 这些常数将确定互感器或电阻分压器的比率。DS284PP43.6 CS5460A 上电状态CS5460A上电后进入有效状态(不在睡眠状态 或等待状态中)。下列操作可保证CS5460A工作在 有效状态： 1 ）CS5460A上电，（若已上电，重新启动） 2 ）硬件复位 3 ）软件复位 除了以上3种方法，当芯片工作在睡眠状态或 等待状态时，将其唤醒的指令（上电/暂停）同样可 使芯片进入有效状态。需注意的是用户必须确保串 口已经初始化过，才能对芯片加入上电/暂停命令。 因此，若要保证能够唤醒CS5460A，必须在对芯片 加入上电/暂停命令前对串口初始化。 对于睡眠状态和等待状态， 可见3.1节的掉电命 令。22 CS5460A利用这些增益常数可以计算出当电源线电压和电 源线电流分别为220V 和15A 时的输入电平，定义 为VV nom 和VI nom 。 VV nom = KV * 220V = 132mV VI nom. = KI * 15A = 112.5mV 当输入电压/电流的有效值电平为250mV 时，EOUT 引脚的脉冲速率为每秒'PR'个脉冲。当电压/值寄存器的值为0.6 。我们可以用下面公式计算出 脉冲速率寄存器的设定值： PR=500pulses 250mV 2500mV 1kW 1hr * * * * kW * hr W KV KI电流输入设为VV nom 和VI nom. 时， 若期望脉冲速率 为'IR'=每秒100 个脉冲，而IR 为PR 乘以一个比 值，这个比值等于VV nom/250mV 和VI nom./250mV 的乘积，具体的算法如下：VVNOM VINOM Pulserate=IR=PR* * 250mV 250mV因此，PR = ~1.929Hz 。 需要注意的是，脉冲速率寄存器的值不能被精 确地设置为 1.929Hz ，最接近的设置为 0X0003E =1.9375 。 为提高精度， 所有增益寄存器都可编程， 以校正PR 产生的舍入误差。此值可计算如下： lgn or Vgn=PR 1.929? 1.830重新排列上面等式可以求出PR ，这就是将放 到脉冲-速率寄存器的值。 PR=IR VVNOM VINOM * 250MV 250 MV=100 HZ 132MV 112.5MV * 250 MV 250 MV在示例2中，若MCLK/K不等于4.096MHZ,比如 设计时 MCLK/K需为3.05856MHZ，则脉冲速率寄 存 器 的 ’PR’ 值 需 乘 以 校 正 系 数 4.096MHZ/ (MCLK/K)，在此即4.096/3.05856，则最终的PR值 为约2.583HZ。步进电机模式和机械计 4.2 常规模式、 度器模式的脉冲输出EOUT 和 EDIR 的输出可设置为三种不同的输因此我们设置脉冲速率寄存器为约 420.875Hz ，则其值为0X00349C 。上面的等式 适用于当电流通道增益为X10时，当电流通道增益 为X50 时，等式变为：IR PR= VVNOM VINOM * 250 MV 250 MV这里假设电流通道已经被校准，即当 IIN+ 和 IIN- 引脚的输入电压为直流50mV 时， 电流寄存器 的读数为满量程。 示例 #2 ：当给定的最大电源线电压为250V （RMS），最大电源线电流为20A （RMS）时， 假设我们不想在特定的电压 /电流值输出指定频率 的脉冲，而希望用单位电能代表一定的脉冲数并由EOUT 发出。比如，用500 个脉冲代表一个千瓦时出模式。缺省设置为常规模式，而设置为其它两种 模式时， EOUT 和 EDIR 脉冲的持续时间和/或相关 时序将会增加/改变从而驱动电子-机械计度器模式 或步进电机模式。 EOUT 和 EDIR 的输出可直接驱 动某些低压/低功耗计数器/步进电机，这取决于计 数器/电机所要求的驱动电流和电压。 具体模式是由 设定控制寄存器中的某些位来选择的。4.2.1 常规模式参考“第5节，寄存器描述”中对控制寄存器 的描述。如果MECH=0 ，STEP=0 ，则 EOUT 和 EDIR 的脉冲输出见图 10 ，低电平有效的宽度很 窄，为MCLK周期的整数倍，约为脉冲-速率寄存器 确定的周期值的1/16。 但当脉冲-速率寄存器的值小 于采样频率（[MCLK/k]/1024）时，脉宽为一个常 数，等于脉冲速率寄存器设为(MCLK/K)/1024时的 脉宽。 因此 EOUT 的最大脉冲频率为MCLK/K]/16。 当电能为正时， EDIR 一直为高，当电能为负时， EDIR 的输出和 EOUT 一样。如果MCLK/K 不等于 4.096MHZ ， 用户可先按4.096MHZ计算脉冲速率， 再乘以系数(MCLK/K)/4.096MHZ。23（KW-Hr ）,在这种情况下，额定电源线电压电源 线电流并不决定脉冲速率的设定值，必须要考虑的 是最大电源线电压和电源线电流的值。和以前一 样，用最大电源线电压和电源线电流的值可以得出 KV 和KI 的值： KV = 150mV/250V = 0.0006 KI = 150mV/20A = 0.0075Ω 这样我们又可以算出传感器的增益，最大电源 线电压和电源线电流对应电压有效值和电流有效DS284PP4 CS5460A当设置为常规模式时，脉冲将根据脉冲速率寄 存器的值和最近的A/D 采样周期后 CS5460 存储的 电 能 值 输 出 脉 冲 串 ， A/D 采 样 周 期 (HZ) 为 ： 1/[(MCLK/K)/1024] 。 当 前 的 电 能 累 加 值 存 放 在 CS5460A的一个内部寄存器中 （不能被用户访问） 。 若寄存器内的电能累加值在最近的A/D采样周期后 大于或等于一个脉冲代表的电能 , 则 CS5460A 在 EOUT上输出一个或多个脉冲 （也可能在EDIR上） 。 CS5460A 将发出尽可能多的脉冲减少寄存器的数 值，使寄存器的值小于单个脉冲所代表的电能值。 若最近的采样周期的电能值比单个脉冲所代表的 电能值大，则会发出一个脉冲串，那么下一个周期 可能没有脉冲，直到下一次A/D采样完成。脉冲或 脉冲串发出后，寄存器内仍会留有电能的余数，其 值小于单个脉冲代表的电能值。此时，该余数不会 丢失或删除，将累加入下一次A/D转换周期中。脉 冲速率寄存器的值越小，单个脉冲代表的电能值越 大，因此寄存器内的余数值越大。EOUT 和 EDIR 引脚将输出较宽的步进脉冲以驱动 机械计度器或类似芯片。该模式下，当MCLK/K为 4.096MHz ， K=1 时，低电平有效脉冲的宽度为128ms 。电能为正时，脉冲出现在 EOUT ，电能 为负时，脉冲出现在 EDIR 。用户要确保脉冲的周 期高于128ms 且不低于机械计度器允许的最快时 间，这就需要将脉冲速率寄存器设置为合适的值， 因为这种模式下脉冲的宽度被设定为128ms ，因 此最大脉冲输出频率被限制在~7.8Hz（见图11 ）。 如果MCLK/K 不等于4.096MHZ ， 则低电平脉冲的 宽度为（128 *4.096MHZ ）/(MCLK/K)毫秒。4.2.3 步进电机模式设定控制寄存器中的MECH=0 ，STEP=1 ， 使 EOUT 和 EDIR 引脚具有驱动步进电机的相位 输出。当一个电能脉冲出现时，一个引脚的输出状 态发生变化。当另一个电能脉冲出现时，另一个引 脚的输出状态发生变化。电机的转向由状态变化的 顺序决定。当电能为正时， EOUT 超前于 EDIR 约 1/4 周期；为负时， EDIR 同样超前 EOUT （见图 12 ）。4.2.2 机械计度器模式设定控制寄存器中的MECH=1 ，STEP=0 ，图 10 典型脉冲串输出时序图（常规模式）图 11 机械计度器模式下的 EOUT 和 EDIR.图 12. 步进电机驱动器模式下的 EOUT 和 ED24DS284PP4 CS5460A4.3 使用 EEPROM 的自引导模式CS5460A 有一个MODE 引脚， 当该引脚为逻 辑低电平时，芯片处于常规操作模式，称为“主模 式”，在此模式下，芯片执行一些常规操作（如上 述）；而当该引脚为逻辑高电平时，芯片则处于自 引导模式。在自引导模式中，CS5460A 要从外部 串行存储器中下载数据，下载数据的启动由复位引 当 RESET 由逻辑低电平变为高电平 脚 RESET 控制， 后下载开始。 自引导模式下CS5460A 可单独运行， 无需外接微控制器。当MODE 引脚悬空时，因为 内部有下拉电路，故此时MODE 为逻辑低。 EEPROM编程，使其能够发出写入CS5460A的校 准寄存器的命令，接着写入脉冲速率寄存器的值， 同时去除屏蔽寄存器中‘LSD’位的屏蔽。最后， EEPROM的代码初始化为‘连续计算周期’数据采 集模式并选择一种脉冲输出格式（如设置控制寄存 器中的MECH位）。串行数据序列由单字节十六进 制数表示如下： 40 00 00 61 44 7F C4 A9 46 7F B2 53 4C 00 00 14 74 00 00 04 E8 78 00 01 40 在配置寄存器中，开通高通滤波 器，设置K=1 写 0x7FC4A9 值到电流通道增 益寄存器 写 0x7FB253 值到电压通道 DC 偏移量寄存器 设置脉冲速率寄存器为0.625Hz 去除屏蔽寄存器的 “LSD” 位 （第 2位）的屏蔽 启动连续计算周期 写控制寄存器的STOP位，中止 自引导初始化序列，设置 EOUT 输出脉冲为机械计度器模式 在自引导期间，从EEPROM 移出的数据将驱 动CS5460A 的SDI 引脚。 有以下用户动作可使CS5460A 进入自引导模 式（简单时序见图14）：如果MODE引脚设为1（或 MODE引脚在CS5460A 上电时或上电完成后置为 1或与高电平相连） ，复位引脚（ RESET ）由逻辑 低电平变为高电平后，CS5460A 将使 CS 置低，并 且从SDO 线输出标准块读命令。当这些动作完成 后 ， CS5460A 继 续 发 出 SCLK 脉 冲 ， 接 收 来 自 EEPROM 的数据/命令。串口成为一个主态接口。 更详细的时序图可在本手册的“开关特性”一节中 找到。4.3.1 自引导结构图 13 为 CS5460A 和 EEPROM 的典型连接 图。 该模式中， CS 和SCLK 为输出驱动引脚， SDO 始终为输出。 在自引导期间， CS5460A 使 CS 为低， 由SCLK 引脚提供时钟，在SDO 引脚输出命令， 从 SDI 引脚接收 EEPROM 数据。串行 EEPROM 需要由用户指定的命令和寄存器数据来编程，这些 数据用来修改一些CS5460A 寄存器的缺省值并开 始转换。 图13还描述了外部校准装置的连接方法，用作 PC 机或用户校准板。 校准器用来控制校准和/或将 用户指定的命令和校准数据写入EEPROM。 用户指 定的命令/数据将确定CS5460A的在自引导初始化 完成后正确动作。4.3.3可用的 EEPROM一些符合工业标准的串口EEPROM 芯片可用 于CS5460A 来完成自引导，这些芯片如下： RAMTRON（铁电存储器）图 13. EEPROM 和 CS5460A 的典型接口24C04 24C16 AT25010 AT25020 AT250404.3.2 EEPROM 的自引导数据本节说明了自引导过程的典型数据。这些数据 将由用户写入EEPROM。 在下列的时序中， 首先对DS284PP4ATMEL25 CS5460A这几种串行EEPROM 在下载数据前需要先输 入8 位命令字（ ），CS5460A 已被硬 件编程为在自引导过程开始时发出这8 位的命令 字。 当给 CS5460A 的控制寄存器的 STOP 位写 入1 时可使自引导过程终止，这即是EEPROM 命 令序列的最后一个被执行的命令，此后，SCLK 停CS 升高， 并使串行EEPROM 处于低功耗状态。 止， 串口工作在从模式， CS5460A的寄存器可通过外部 芯片读出，如通过总线接口连接到测量组件上的中 央控制器。 当STOP 位被置位，CS5460A 将继续执行由 EEPROM 装入的命令。如上例，启动转换命令 （0xE8 ）从EEPROM 装入CS5460A ，在STOP 位被置位后，CS5460A 将继续执行连续A/D转换。 自引导复位发生在节电/断电期间。 电源线由于电厂或其它原因（如地线故障、电 气扰动等）可能处于断电状态。此时对于测量组件 来说，正确复位是非常重要的，这样可保证电源恢 复后芯片继续正常工作。 当CS5460A由单片机控制 时，通常会有专门的程序实现断电后的复位过程。 在自引导模式下， CS5460A可在电源恢复后重新进 入自引导过程复位。图 15 所示为用于确保断电后 CS5460A 重新启动自引导过程的 RESET 和 INT 引 脚电路。该电路使用了一个二极管、一个电阻和一 个电容使芯片突然断电又恢复后重新复位。 以上自引导示例的代码（见4.3.2节）中LSD位 未被屏蔽，这是为了保证当PFMON引脚上的电压 达到PFMON的低电压阈值时， INT引脚的电压发生 由高至低的跳变。若PFMON检测到电源掉电，则 INT引脚变为低电平 （LSD未被屏蔽） ， 这使得CBOOT电容可通过二极管BAT85迅速放电。 当＋5V电源恢 复后， RESET引脚上的电阻和电容将使引脚电压缓 慢上升，从而有足够的时间使芯片在重新启动自引 导过程前让振荡器电路和内部参考电路稳定。这样 CS5460A在断电后可恢复正常的测量功能， 注意用 户需为PFMON引脚选择合适的电阻分压器（见图 15）。使用该电路并不保证对任何电源的扰动都可 使CS5460A正确复位。 除了以上描述的电路，还应在VA+/VA-引脚接 上同样大小的电容，它们将增加电源掉电后 CS5460A保持工作的时间， 从而增加电源恢复后芯 片重新正确启动的可能。 单个电容的值可选&47uF， 两个电容值的和可选&100uF。4.4 中断和看门狗4.4.1 中断INT 引脚用来通知 CS5460A 发生了某些值得注意的事件，这些事件包括芯片运行的状态和内部 故障状态。状态寄存器与屏蔽寄存器组合将产生INT 信号，当状态寄存器的某位有效，并且屏蔽寄存器相应的位是逻辑1 ， INT 信号被激活；当状态 寄存器的这一位恢复为无效时，中断状态被清除。4.4.1.1 清除状态寄存器与其它的寄存器不同，状态寄存器的位只能被 清除 （设置为逻辑0 ） 。 当向状态寄存器写入字时， 字中的任何1 都可以清除状态寄存器相应的位，而 其它位保持不变。这可以在不清楚其它位的状态的 情况下，清除特定位。这种机制方便了交互处理， 并将丢失尚未处理事件的危险性降到最低。图 14. 自引导过程的时序图26DS284PP4 CS5460A图 15. CS5460A 自引导配置：掉电后自动重启动4.4.1.2 INT 引脚的典型应用下面步骤说明如何处理中断。 n 初始化： 步骤I0 ― 向状态寄存器写 FFFFFF （ 16 进 制），清除所有状态位 步骤I1 ― 向屏蔽寄存器中允许产生中断的中 断条件位写逻辑1 步骤I3 ― 开启中断 n 中断处理过程： 步骤H0 ― 读状态寄存器 步骤H1 ― 禁止所有中断 步骤H2 ― 转向相应的中断处理程序 步骤H3 ― 将H0 步骤读出的值写回以清除状 态寄存器 步骤H4 ― 重新开中断 步骤H5 ― 从中断处理程序中返回 这个交互处理过程保证了在H0步骤～H3步骤 间发生的新中断不会被H3步骤丢失（清除）。省）、高电平、上升沿和下降沿四种。若中断输出 信号格式设为高电平有效或低电平有效，则当状态 寄存器的相应位恢复为无效状态后，中断条件被清 除。当设置为上升沿或下降沿时，INT脉冲宽度至 少应为MCLK/K个周期，虽然某些情况下，脉宽可 能有2MCLK/K个周期。4.4.1.4 异常状态寄存器的 IC 位 （无效命令） 只能在端口初 始化时清除， IC 位也是唯一低电平有效的状态寄存 器位。 正确清除状态寄存器 WDT 位（看门狗定时 器），必须先读取能量寄存器，然后清除状态寄存 器的WDT 位。4.4.2 看门狗定时器看门狗定时器（ WDT ）的功能是通知系统 CS5460A 与微处理器的通讯存在潜在的故障。通 过允许WDT 产生中断，微控制器可以从跑飞状态 返回正常的代码空间，读取转换器的数据。超时时 间被编程为大约5 秒。每次能量寄存器被读取，计 数器都重新启动。在典型情况下，每秒能量寄存器 读取一次，因此，WDT 不会超时。在将看门狗用}
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用户回答1:1、电流互感器的电流取决于一次侧而不是二次侧，不需要熔断器。2、电流互感器二次侧不允许开路（否则将可能产生很高电压，危及设备和人身安全），不能装熔断器。
电压互感器就是一个小功率变压器，超负荷、短路都可能烧毁互感器，所以要装熔断器。相关解决方法如下：
电流互感器的电流取决于一次侧而不是二次侧,不需要熔断器。 2、电流互感器二次侧不允许开路(否则将可能产生很高电压,危及设备和人身安全),不能装熔断器。电压互感器就...
& 1、电流互感器的电流取决于一次侧而不是二次侧,不需要熔断器。2、电流互感器二次侧不允许开路(否则将可能产生很高电压,危及设备和人身安全),不能装熔断器。
电压互感器就是一个小功率变压器,超负荷、短路都可能烧毁互感器,所以要装熔断器。
计量设备一小时计量的有功功率的33.33%,也就是说,在三相三线制电路中,A、B、C三相... 电压互感器虽然有单相的,但它是接在两根相线上的,而电压互感器仅仅是作为测量用,消...
计量柜里的电压互感器仅供计量仪表需要的电压,由于一般供电系统是三相负荷平衡的,... 所以设置两相电压互感器,接成V V 接线,向测量仪表提供相电压就可以了。但是测量精度...
一般高压柜用AC两相两个CT就可以了,原理是用两个CT测量三相平衡电流,当然用三个也可以,没什么意义,省去一个从成本上也可节约。你说的对,B相CT二次侧短接,是不起到...
因为每个地区的供电部门对计量盒的接线方式都有自己的要求,所以要符合当地供电部门的要求,发个图给你做为参考。向左转|向右转
一个测电压,一个测电流,工作原理不同,结构、性能也不同,不能互相代替。
计量柜主要功能就是计算电流的功。 2个电压互感器,使用的是两相法测量线路的功。 3个电压互感器,使用的是三相法测量线路的功。 两种测量方式的接线方法是不同的。 测量...
答：电压互感器就是一个小功率变压器，超负荷、短路都可能烧毁互感器，所以要装熔断器。
答：电压互感器就是一个小功率变压器，超负荷、短路都可能烧毁互感器，所以要装熔断器。
答：因为是低压柜，380V/220V电压电能表就可以承受，可不用电流互感器。对电子式电能表，其实里面还有一个小互感器，将电压变成5V左右。
答：熔断器选择条件即熔断电流大于正常最大负荷电流。因为电压互感器容量小负荷电流不大所以熔断器电流校
答：计量柜和互感器避雷器柜属于公用柜，为测量和保护提供母线电压。而电流互感器是用来为每个回路提供测量和保护电流的，因此电流互感器都装设在各自回路柜中，如母联柜、旁路柜、出线柜等。
问：最近刚涉足中压空气开关柜，发现计量柜里用了电压互感器这可以理解 为了...答：熔断器就是我们所说的保险，熔断器有反时限电流保护特性，即当通过的电流很大时，它会快速熔断，当电流较小时，它不会熔断； 熔断器是用来保护电压互感器的，当电压互感器出现故障时，电流会增大，当故障电流大到一定程度时，熔断器就会因过流而...
答：电压互感器一次侧装熔断器的作用是： (1) 防止电压互感器本身或引出线故障而影响高压系统(如电压互感器所接的那个电压等级的系统)的正常工作。 (2) 保护电压互感器本身。但装高压侧熔断器不能防止电压互感器二次侧过流的影响。因为熔丝截面积是...
答：计量柜中的电流互感器作用：在计量柜中的作用主要还是用来使仪表、继电器等二次设备与主电路（一次电路）绝缘这既可避免主电路的高电压直接引入仪表、继电器等二次设备，又可以防止仪表、继电器等二次设备的故障影响主电路，提高一、二次电路的...
问：整体计量柜中，电流互感器与电压互感器安装位置，哪个在前哪个在后，是...答：1、电流互感器靠近用电器端，计量电量包含了互感器的损耗 2、电压互感器靠近用电器端，计量电量不包含互感器的损耗
答：我们这的熔断器一般使用在控制电路和220V、24V电源线路， 配电柜的二次侧都使用空开。电流和电压互感器在输配电中本来就有保护作用。具体问专家为您准备的好内容:
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京ICP备号-1 京公网安备02号谁知道2相4线步进电机接线的方法是怎样的?3个回答啊姗笨蛋0542
2组线首接接A- B-,尾就接A+B+
按照正常接线4个端口依次接A,A\\\\,B,B\\\\。
8拍实际上是这样的:A-AB-B-BA\\\\-A\\\\-A\\\\B\\\\-B\\\\-B\\\\A-A
这里面隐含了一个0的问题，就是比如第一拍A为1，则A\\\\为0.则AA\\\\通电。BB\\\\不通电。
第二拍A，B为1，则A\\\\，B\\\\为0.AA\\\\通电。BB\\\\通电。依次类推,从而实现2细分，比如1.8度的电机就控制成0.9度的了。
希望我的回答可以帮到您。
3个回答大哥大法官的
2相8线步进电机接线方法是将步进电机的A-和C二个线头并接在一起有绝缘胶纸包好(也即是AC端)，将步进电机的B-和D二个线头并接在一起有绝缘胶纸包好(也即是BC端)，这种接法适用步进电机低速运行，简单的来说就是相线接正负极，四线是两两对应的，通过输入脉冲控制步进。
3个回答装修达人789
电阻小的为运转绕组(黑色)，大的为起动绕组(绿色)。
一根黑色和一根绿色接在一起形成公共点，另一根绿色与一电容串联后(电容另一端)再与另一根黑色线接在一起引出一根线，与另一公共点接入220V即可，如电机方向相反，则黑色线两头对调再接即可。
1个回答行走的人90
步进电机驱动是需要相电流能够正反相流动的,完整的驱动相电流正反流动是需要一个H桥才能实现,这个时候不需要中间抽头.
有时候想简化驱动电路,希望在没有H桥的情况下也可以模拟正反电流.具体的做法就是使用中间抽头,当电流由抽头向A+流动时视为正向电流当抽头向A-流动时视为负向电流(电流只从抽头流出),这时只需要一套开关电路就可以实现,比如2003,这种电路也可以用pwm细分.
这么做的好处是不需要复杂的H桥,但要求电机必须有抽头端才能实现,缺点是任一时刻只有半个线圈里有电流,是折损电机力矩的做法.
3个回答反腐女万岁224
单相电机正反转只控制改变电源火线在电容器两端的接入点，电容器的两端都是接在电机绕组上的，把火线接电容一端时电机正转，改接到另一端时电机就反转了，当然控制零线来转换电源接入点也能改变它的转向。
5个回答贵贵00
电机的轴都是同一方向且转角一样,即可确定ABCD线序。 六线四相步进电机，再按五线四相单极性步进电机的第二步测量方法,验证ABCD线序。
1个回答江心小筑
无刷直流电机的三根线相当于交流电机的U、V、W三相线，分别与驱动器的三相线相连；
若连接后电机电流很大、振动、不正常转动，则依次调换三根线的接线顺序，直到电机正常运转；
调换的状态中有一个使电机顺时针转动，另一个使电机逆时针转动，其它状态电机不能正常运转。
3个回答焦点网友
1.打开电机的接线盒后，看三种不同颜色的线，如果三种不同颜色的线是一条线的头接一条线的尾则可以确定该接线法是Y型接线，如果三条线有一端是连接在一起的，则可以保证是星形接线法，
2.三角形接线时,三相电机每一个绕组承受线电压(380V),而星形接线时,电机每一承受相电压(220V).在电机功率相同的情况,角线电机的绕组电流较星接电机电流小
希望可以帮助到你。
1个回答vgking
单相电机的启动绕组串接有一个合适的电容，借助于移相电容使其定子的两绕组获得相差90度的两个旋转磁场而能自动旋转起来。要改变电机的转向，需要在电机绕组引出线的接点上、找出启动绕组，将原来串接电容的一端、与原来接公用点的另一端线对调、连接，就能达到改变转向的目的。如果该电机主、副绕组一样，需要随意控制转向的；只需将原来接电容器的电源线通过一个双控(一进二出)开关，与电机电容的两端线连接，操作开关改变电源接入电容的方向、就能控制电机的转向了。
3个回答Love柯南843
1电机三角形接法时因为没有中性点，具体方法是电机的三相绕组的头与尾分别连接，这时只有一种电压等级，线电压等于相电压，线电流等于相电流的约1，73倍， 2电机星形接法时因为有中性点(电机一般都是三相对称负载所以一般不引出中性线)，具体方法是电机的三相绕组的三条尾连接在一起，三条头接电源，这时有两种电压等级，即线电压和相电压，且线电压等于相电压的约1.73倍，线电流等于相电流。 3需要注意的是本来星形接法的电机不能接成三角形，(如果接成三角形，这时相电压升高到约1.73倍，长时间运行必然烧毁电机)。 4同样本来三角形接法的电机不能接成星形，(如果接成星形，这时相电压降低到约1.73倍，达不到正常功率，如果带额定负载，那么这时属于过载状态，时间一长也必然烧毁电机)。 5在我国一般3-4KW(千瓦)以下较小电机都规定接成星形，以上较大电机都规定接成三角形。 6为什么较大功率电机都接成三角形，好处是轻载启动时，为了方便降压启动(启动时接成星形，运行时换接成三角形，电机启动时间极短接成星形没关系，好处是启动电流可以降低到1/3等)。 三角形接法，有助于提高电机功率，缺点，启动电流大，绕组承受电压(380V)大！增大了绝缘等级！ 行星接法，有助于降低绕组承受电压(220V)，降低绝缘等级！降低了启动电流，缺点，电机功率减小！ 所以，小功率电机4KW以下的大部分采用行星接法！大于4KW的采用三角形接法！三角形接法的电机在轻载启动时采用Y-△启动，以降低启动电流！轻载是条件，因为Y接法转矩会变小，降低启动电流是目的，利用Y接法降低了启动电流！
热门问答123456789101112131415161718192021222324252627282930CS5460A单相双向功率/电能 IC特性l l l l l l l l l l l l l l l 电能数据线性度：在1000 ：1 动态范围内线性度 为 ±0.1% 片内功能：可以测量电能（有功），I *V，IRMS 和 VRMS ，具有电能-脉冲转换功能 可以从串行EEPROM 智能“自引导”，不需要微 控制器 AC 或DC 系统校准 具有机械计度器/步进电机驱动器 符合IEC687/1036 ，JIS 工业标准 功耗&12mW 优化的分流器接口 V对I的相位补偿 单电源地参考信号 片内2.5V 参考电压（最大温漂60ppm/℃） 简单的三线数字串行接口 看门狗定时器 内带电源监视器 电源配置 VA+ = +5 V; VA- = 0V; VD+ = +3.3V～+5 V概述CS5460A 是一个包含两个ΔΣ模 - 数转换 器（ADC）、高速电能计算功能和一个串行接 口的高度集成的ΔΣ 模-数转换器。 它可以精确 测量和计算有功电能、 瞬时功率、 IRMS 和VRMS ， 用于研制开发单相2 线或3 线电表。CS5460A 可以使用低成本的分流器或互感器测量电流， 使 用分压电阻或电压互感器测量电压。CS5460A 具有与微控制器通讯的双向串口， 芯片的脉冲输 出频率与有功能量成正比。CS5460A 具有方便 的片上AC/DC 系统校准功能。 “自引导”的特点使 CS5460A 能独自工 作， 在系统上电后自动初始化。 在自引导模式中， CS5460A 从一个外部EEPROM 中读取校准数 据和启动指令。使用该模式时，CS5460A 工作 时不需要外加微控制器， 因此当电表用于大批量 住宅电能测量时，可降低电表的成本。 订货信息： CS5460A-BS -40℃～＋85℃ 24 引脚 SSOP1 CS5460A目录1．特性与规格说明 ..................................................................................................................................... 4 模拟特性 .............................................................................................................................................. 5 模拟特性（续） ................................................................................................................................... 6 5V 数字特性 ........................................................................................................................................ 7 3.3V 数字特性 ..................................................................................................................................... 7 绝对最大额定值 ................................................................................................................................... 8 开关特性 .............................................................................................................................................. 9 2．综述 ..................................................................................................................................................... 12 2.1 操作原理 ..................................................................................................................................... 12 2.1.1 ?? 调制器 .......................................................................................................................... 12 2.1.2 高速数字低通滤波器 ......................................................................................................... 12 2.1.3 数字补偿滤波器 ................................................................................................................ 12 2.1.4 数字高通滤波器 ................................................................................................................ 12 2.1.5 总的滤波器响应 ................................................................................................................ 12 2.1.6 增益及 DC 偏移量调整 ..................................................................................................... 12 2.1.7 有功能量及有效值计算 ..................................................................................................... 13 2.2 执行测量 ..................................................................................................................................... 13 2.2.1 CS5460A 线性性能 ........................................................................................................... 14 2.2.2 单计算周期（C=0 ） ....................................................................................................... 14 2.2.3 连续计算周期（C=1 ） .................................................................................................... 15 2.3 基本应用电路结构 ....................................................................................................................... 15 3．串口综述 .............................................................................................................................................. 15 3.1 命令字（只写） .......................................................................................................................... 15 3.1.1 启动转换 ........................................................................................................................... 18 3.1.2 SYNC0 命令 ..................................................................................................................... 18 3.1.3 SYNC1 命令 ..................................................................................................................... 18 3.1.4 上电/暂停命令 ................................................................................................................... 18 3.1.5 掉电控制 ........................................................................................................................... 18 3.1.6 校准控制 ........................................................................................................................... 19 3.1.7 寄存器读/写命令 ............................................................................................................... 20 3.2 串行口接口 .................................................................................................................................. 21 3.3 串口读/写 .................................................................................................................................... 21 3.3.1 寄存器写 ........................................................................................................................... 21 3.3.2 寄存器读 ........................................................................................................................... 21 3.4 系统初始化 .................................................................................................................................. 21 3.5 串口初始化 .................................................................................................................................. 22 3.6 CS5460A 上电状态...................................................................................................................... 22 4．功能描述 .............................................................................................................................................. 22 4.1 脉冲-速率输出 ............................................................................................................................. 22 4.2 常规模式、步进电机模式和机械计度器模式的脉冲输出 ............................................................ 23 4.2.1 常规模式 ........................................................................................................................... 23 4.2.2 机械计度器模式 ................................................................................................................ 24 4.2.3 步进电机模式 .................................................................................................................... 24 4.3 使用 EEPROM 的自引导模式 .................................................................................................... 25 4.3.1 自引导结构 ....................................................................................................................... 25 4.3.2 EEPROM 的自引导数据 .................................................................................................... 25 4.3.3 可用的 EEPROM ............................................................................................................ 25 4.4 中断和看门狗 .............................................................................................................................. 262 DS284PP4 CS5460A4.4.1 中断 .................................................................................................................................. 26 4.4.1.1 清除状态寄存器 ............................................................................................................. 26 4.4.1.2 INT 引脚的典型应用 ..................................................................................................... 27 4.4.1.3 INT 引脚的有效状态 ..................................................................................................... 27 4.4.1.4 异常 ............................................................................................................................... 27 4.4.2 看门狗定时器 .................................................................................................................... 27 4.5 晶体振荡器特性 .......................................................................................................................... 28 4.6 模拟输入 ..................................................................................................................................... 28 4.7 参考电压 ..................................................................................................................................... 28 4.8 校准............................................................................................................................................. 29 4.8.1 校准过程概述 .................................................................................................................... 29 4.8.2 校准寄存器 ....................................................................................................................... 29 4.8.3 校准程序 ........................................................................................................................... 30 4.8.4 校准信号输入电平 ............................................................................................................ 30 4.8.5 校准信号频率 .................................................................................................................... 30 4.8.6 校准的输入电路 ................................................................................................................ 30 4.8.7 校准算法 ........................................................................................................................... 30 4.8.7.1 交流偏移量校准 ............................................................................................................. 31 4.8.7.2 直流偏移量校准 ............................................................................................................. 31 4.8.7.3 交流增益校准 ................................................................................................................. 31 4.8.7.4 直流增益校准 ................................................................................................................. 31 4.8.8 校准所需时间 .................................................................................................................... 31 4.8.9 必须要校准吗？ ................................................................................................................ 32 4.8.10 校准顺序 ......................................................................................................................... 33 4.8.11 校准提示 ......................................................................................................................... 33 4.9 相位补偿 ..................................................................................................................................... 33 4.10 时基校准寄存器 ........................................................................................................................ 33 4.11 功率偏移量寄存器 ..................................................................................................................... 34 4.12 输入保护 C 电流限制 ............................................................................................................... 34 4.13 输入滤波 ................................................................................................................................... 34 4.14 对高压和大电流纹波的保护 ...................................................................................................... 36 4.15 增强 RFI 抗扰性能 .................................................................................................................... 36 4.16 PCB 设计 .................................................................................................................................. 37 5．寄存器描述 .......................................................................................................................................... 37 5.1 配置寄存器 .................................................................................................................................. 38 5.2 电流通道 DC 偏移量寄存器和电压通道 DC 偏移量寄存器 ....................................................... 39 5.3 电流通道增益寄存器和电压通道增益寄存器............................................................................... 39 5.4 周期计数寄存器 .......................................................................................................................... 39 5.5 脉冲-速率寄存器 ......................................................................................................................... 40 5.6 I ，V ，P ，E 带符号结果输出寄存器 ................................................................................... 40 5.7 IRMS ，VRMS 无符号结果输出寄存器 ..................................................................................... 40 5.8 时基校准寄存器 .......................................................................................................................... 40 5.9 功率偏移量寄存器 ....................................................................................................................... 40 5.10 AC 电流通道 AC 偏移量寄存器和电压通道 AC 偏移量寄存器 ................................................. 41 5.11 状态寄存器和屏蔽寄存器 .......................................................................................................... 41 5.12 控制寄存器................................................................................................................................ 42 6．引脚描述 .............................................................................................................................................. 43 7．封装尺寸 .............................................................................................................................................. 44DS284PP43 CS5460A 例 图图 1 CS5460A 读写时序图 ....................................................................................................................................10 图 2 CS5460A 自引导时序 ....................................................................................................................................11 图 3 数据流程图 .....................................................................................................................................................13 图 4 电压输入滤波器特性 .....................................................................................................................................14 图 5 电流输入滤波器特性 .....................................................................................................................................14 图 6 典型连线图（单相 2 线、直接与电网连接） .............................................................................................16 图 7 典型连线图（单相 2 线、与电网隔离） .....................................................................................................16 图 8 典型连线图（单相 3 线） .............................................................................................................................17 图 9. 典型连线图（单相 3 线、无中性点） ........................................................................................................17 图 10 典型脉冲串输出时序图（常规模式） .......................................................................................................24 图 11 机械计度器模式下的 EOUT 和 EDIR. .....................................................................................................24 图 12 步进电机驱动器模式下的 EOUT 和 ED ..................................................................................................24 图 13 EEPROM 和 CS5460A 的典型接口 ........................................................................................................25 图 14 自引导过程的时序图 ...................................................................................................................................26 图 15 CS5460A 自引导配置：掉电后自动重启动 ..............................................................................................27 图 16 晶体振荡器连接图 .......................................................................................................................................28 图 17 CS5460A 的 VREFOUT 电压与温度特性.................................................................................................29 图 18 系统增益校准...............................................................................................................................................31 图 19 系统偏移量校准...........................................................................................................................................31 图 20 校准数据流程图...........................................................................................................................................31 图 21 交流增益校准实例 .......................................................................................................................................32 图 22 另一个交流增益校准实例 ...........................................................................................................................32 图 23 直流增益校准实例 .......................................................................................................................................32 图 24 单端输入电路的输入保护 ...........................................................................................................................37 图 25 CS5460A 寄存器图 .....................................................................................................................................37表 格表 1 差模输入电压与输出编码 .............................................................................................................................13 表 2 输出线性度为±0.1%的使用范围（增益/偏移量寄存器缺省设置） ........................................................14 表 3 复位后寄存器缺省值 .....................................................................................................................................224DS284PP4 CS5460A1．特性与规格说明模拟特性（T A = -40 ℃ ~+85 ℃； VA+,VD+=+5V ± 10% ； VREFIN=+2.5V ； VA- =AGND ＝ 0V ； MCLK=4.096MHz ， K=1 ； N=4000==&OWR=4.0kHz ）（见注释1 ，2 ，3，4，5 ）参数 精度（两个通道）共模抑制比 偏移量漂移（无高通滤波器） （ DC,50,60Hz）符号CMRR最小值80 -典型值5 -最大值VA+ -115 20 4 VA+ -70 250 +2.5 100单位dB nV/℃ dB mV (dc) mV (dc) V dB pF pF kΩ kΩ模拟输入（电流通道）总谐波失真 差模输入电压范围{(VIIN+)-(VIIN-)}THDI IIN 74 -0.25 Cin ZinI ZinI VOSI FSEI THDv VIN 62 -0.25 CinV ZinV VOSv FSE -2.4 OWR FSCR 25（增益=10） （增益 =50） IIN+或 IIN-上的共模加信号 （增益 =10 或 50 ） 满量程输入时对电压通道的串扰 （ 50， 60Hz ） 输入电容 （增益 =10 ） （增益 =50） 等效输入阻抗 （注释 6） （增益 =10） （增益 =50） 噪声 （参考输入） （增益=10 ） （增益 =50）±250 ±5025 25 30 30 -μVRMS μVRMS%F.S. %F.S. dB mV (dc) V dB pF MΩ精度（电流通道）双极性偏移误差 满量程误差 （注释 1） （注释 1） ±0.001 ±0.001-模拟输入（电压通道）总谐波失真 最大差模输入电压范围 {(VIN+)-(VIN-)} VIN+或 VIN-上的共模加信号 满量程输入时对电流通道的串扰 （ 50,60Hz ） 输入电容 等效输入阻抗 （注释 6） 噪声（参考输入） ±2500.2 5 -μVRMS%F.S. %F.S.精度（电压通道）双极性偏移误差 满量程误差 （注释 1） （注释 1） ±0.01 ±0.01DDCLK/1024 DCLK/8 1.0 REFOUT +2.4 0.5 25 6 +2.6 10动态特性相位补偿范围 （电压通道， 60Hz ） 高速滤波器极频率点 （两个通道） 输入采样速率 DCLK=MCLK/K 满量程 DC 校准范围 （注释 7） 通道-通道延时误差 （ 60Hz ） （PC[6:0]设置为“0000000” ） 高通滤波器极点频率 -3dB °Sps Sps %F.S.μsHz V ppm/℃ mV参考电压输出输出电压VREFOUT 温度系数负载调节（注释 12 ） (输出电流 1μ A 输入或输出 )TVREFOUT△VRVREFIN参考电压输入输入电压范围 输入电容 输入 CVF 电流+2.4 +2.5 4 25 +2.6 V pF nADS284PP45 CS5460A模拟特性（续）参数 电源电源电流（有效状态）IA+ ID+(VD+=5V) ID+(VD+=3.3V) 有效状态（VD+=5V） 有效状态（VD+=3.3V ） PSCA PSCD PSCD 56 70 50 2.3 1.3 2.9 1.7 21 11.6 6.75 10 2.45 2.55 25 2.7 mA mA mA mW mW mW μW dB dB dB V V符号最小值典型值最大值单位功耗 （注释 8）电源抑制比 电流通道 （注释 9） 电源抑制比 电压通道 PFMON 掉电检测阈值电压PFMON 上电检测阈值电压待机状态 休眠状态 （ 50， 60Hz ） （增益 =10 ） （增益 =50 ） （ 50，60Hz ） （注释 9） （注释 10 ） （注释 11 ）PCPSRR PSRR PSRR PMLO PMHI注释：1. 进行了偏移量/增益系统校准程序后，芯片工作在“连续计算周期”数据采集模式时，电流和电压通道的双极性偏 移量误差及全量程增益误差分别参照I RMS寄存器及 V R M S 寄存器的输出。这一规格不适用于瞬时电流/电压寄存器的 输出。2. 本说明有设计，描述和测试保证。 3. 若无其他说明，模拟信号以VA-为参考，数字信号以DGND 为参考。 4. 关于VA+=VD+=5V±10%的规定，需注意只要VA+&VD+,VA+和VD+允许相差±200mv。 5. Sps是“samples per second（每秒采样次数）”的缩写。FSCR 最小值受增益寄存器最大允许值限制。 6. 等效输入阻抗 （ ZinI ） 由时钟频率 （ DCLK ） 和输入电容 （Cin ） 决定， ZinI=1/ （IC*DCLK/4 ） ， 其中 DCLK=MCLK/K 7. FSCR的最小值由增益寄存器的最大允许值限定。 8. 所有输出值都是加载情况下的输出。所有输入都是CMOS 电平。 9. PSRR定义：VREFIN与 VREFOUT 相连，VA+=VD+=5V,VA+和 VD+引脚上的 +5V 电压上叠加一个峰值为 150mV的正弦波（频率为60HZ）。两个输入通道的“＋”“－”输入引脚与VA －短接。 CS5460A 工作于“连续计算周期” 数据采集模式，测试时采集通道的输出数据。数字正弦输出信号的峰值是确定的，该值转换为加在通道输入端的正 弦电压的峰值，从而产生同样的数字正弦输出信号。这一电压定义为Veq。PSRR因此定义为（单位dB）：? ? 0.150V ? ? PSSR = 20 ? log ? ? ? ? Veq ? ?10. PFMON电平下降且LSD位为0，则LSD位所对应的电压置为高电平。 11. 若 LSD为已置 1（由于 PFMON 电压跌至 PMLO 以下），则当 PFMON 电压开始回升时， PFMON 引脚上的电平为 PMHI ，但 LSD位会永久性的复位为 0（不会瞬间变回 1）。若不满足这一条件， LSD的复位不会成功。该条件表明电压已恢复。典型地，如所给数据，PMHI约比PMLO电压高100mV。12. VREFOUT温度系数规范见4.7节。6DS284PP4 CS5460A5V 数字特性（TA= -40 ℃~+85 ℃；VA+，VD+=5V ±10%；VA-，DGND=0V ）（见注释3，4和13 ）参数高电平输入电压 除 XIN,SCLK 和 RESET 以外的所有引脚XIN SCLK 和 RESET符号最小值0.6VD+ (VD+)-0.5 0.8VD+典型值-最大值-单位V V VVIH低电平输入电压 除 XIN,SCLK 和 RESET 以外的所有引脚XIN SCLK 和 RESET VIL VOH VOL Iin Ioz Cout 0.8 1.5 0.2VD+ 0.4 V V V V V高电平输出电压 （除 XOUT） 低电平输出电压 （除 XOUT） 输入漏电流 三态漏电流 数字输出引脚电容Iout=+5mA Iout=-5mA（VD+）-1.0-（注释 14）±15±10 ±10-μA μApF注释：13. 5V特性由表示特性保证。只有更严格的3.3V数字特性在产品测试中进行过实际验证。14. 适用于除XIN引脚（漏电流&50μA）和MODE引脚（漏电流&25μA）外的所有引脚。3.3V 数字特性（TA= -40 ℃~+85 ℃；VA+ =5V ±10%；VD+ =3.3V ±10%；VA-，DGND=0V ）（见注释3，4和13 ）参数高电平输入电压 除 XIN,SCLK 和 RESET 以外的所有引脚XIN SCLK 和 RESET符号最小值0.6VD+ (VD+)-0.5 0.8VD+典型值-最大值-单位V V VVIH低电平输入电压 除 XIN,SCLK 和 RESET 以外的所有引脚XIN SCLK 和 RESET VIL VOH VOL Iin Ioz Cout 0.48 0.3 0.2VD+ 0.4 V V V V V高电平输出电压(除 XIN,XOUT 引脚) 低电平输出电压(除 XIN,XOUT 引脚) 输入漏电流 三态漏电流 数字输出引脚电容Iout=+5mA Iout=-5mA（VD+）-1.0-（注释 14）±15±10 ±10-μA μApF注释：15. 所有的测量都是在静态条件下进行的。16. 若VD+=3V且XIN输入由晶振产生，则XIN的频率必须保持在2.5M－5.0MHZ之间。若使用振荡器，整个XIN频率范围都可使用，见开关特性。DS284PP47 CS5460A绝对最大额定值（DGND=0 V ；见注释17 ） 警告：在限制条件临界值下工作或超过限制条件工作可能造成芯片的永久性损坏。在这些极限情况下不保证芯片可靠工作。参数直流电源 （注释 18， 19） 正数字 正模拟 负模拟 输入电流，除电源引脚除外任何引脚 （注释 20,21,22） 输出电流 功耗 （注释 23） 模拟输入电压 所有模拟引脚 数字输入电压 所有数字引脚 工作环境温度 存储温度 注释：17. 所有电压都以地为参考。18. VA+和VA-必须满足{(VA+)-(VA-)}≤+6.0V 。 19. VD+和VA-必须满足{(VD+)-(VA-)}≤+6.0V 。符号VD+ VA+ VAIIN IOUT PD VINA VIND TA Tstg最小值-0.3 -0.3 +0.3 (VA-)-0.3 DGND-0.3 -40 -65典型值-最大值+6.0 +6.0 -6.0单位V V V mA mA mW V V±10 ±25500 (VA+)+0.3 (VD+)+0.3 85 150℃ ℃20. 适用于所有引脚，包括在持续过压情况下的模拟输入引脚（AIN ）。 21. 100mA 以内的瞬间电流不会造成SCR （可控硅）死锁。22.电源引脚的最大直流输入电流为±50mA 。23. 总功耗，包括所有输入电流和输出电流。8DS284PP4 CS5460A开关特性（TA= -40 ℃~+85 ℃；VA+=5.0V ±10%；VD+=3.0V ±10%或5.0V ±10%；VA- = 0.0V ；逻辑电平：逻辑0=0.0V 逻辑1=VD+；CL=50pF ）参数主时钟频率 内部振荡器 （注释 24） 主时钟占空比 CPUCLK 占空比 （注释 25） 上升时间 除 SCLK 外的所有数字输入引脚 （注释 26）SCLK符号MCLK最小值2.5 40 40典型值4.096 50 50 60 -最大值20 60 60 1.0 100 1.0 100 2 -单位MHz % % ?s ?s ns ?s ?s ns ms MHz ns ns ns ns ns nstrise下降时间任意数字信号输入 除 SCLK 外的所有数字输入引脚 （注释 26）SCLK200 200 50 50 100 100tfall任意数字信号输入 启动 振荡器启动时间 串行口时间特性 串行时钟频率 串行时钟SDI 时间特性 XTAL=4.096MHz(注释 27) tost SCLK脉冲高电平宽度 脉冲低电平宽度t1 t2 t3 t4 t5 t6CS 下降到 SCLK 上升的时间SCLK 上升前数据建立时间 SCLK 上升后数据保持时间 SCLK 下降到 CS 无效的时间 SDO 时间特性CS 下降到 SDO 开始驱动的时间SCLK 下降到新数据位出现的时间t7 t8 t9-20 20 2050 50 50ns ns nsCS 上升到 SDO 高阻态的时间自引导时间特性 串行时钟MODE 到 RESET 上升的建立时间高电平脉宽 低电平脉宽t10 t11 t12 t13 t14 t15 t16 t17 50 100 50 48 1008 8 -MCLK MCLK ns MCLKRESET 上升到 CS 下降的时间 CS 下降到 SCLK 上升的时间从 SCLK 下降到 CS 上升时间8 16MCLK MCLK ns nsCS 上升到 MODE 拉低时间（结束自引导过程）SDO 保证设置时间到 SCLK 上升的时间注释： 24. 芯片参数是使用 4.096MHz 时钟时的参数， 但时钟频率在3MHz ～ 20MHz 之内都能使用。 但输入频率超过5MHZ 时，必须使用外部振荡器，若仍使用晶振，则VD+必须为5V（不是3V）。25. 如果使用外部MCLK ，则占空比必须在45%和55%之间才能满足该参数的要求。 26. 参数测试使用了被测波形10%和90%的两个点。输出负载为50pF 。 27. 振荡器启动时间因晶片参数不同而不同。当使用外部时钟时该参数无效。DS284PP49 CS5460A图 1 CS5460A 读写时序图 10 DS284PP4 CS5460A图 2 CS5460A 自引导时序 DS284PP4 11 CS5460A2．综述CS5460A 是具有有功功率计算引擎的CMOS 单片功率测量芯片，它包含了两个增益可编程放大 器、两个ΔΣ 调制器、两个高速滤波器，具有系 统校准和有效值/功率计算功能，以提供瞬时电压/ 电流/功率数据采样及有功能量、IRMS 、VRMS的周 期计算结果。为适应低价测量应用，CS5460A也能 在给定引脚上输出脉冲串，输出的脉冲数与有功能 量寄存器的数值成正比。 CS5460A专为功率测量进行了优化， 它适合与 分流器或电流互感器相连来测量电流；与分压电阻 或电压互感器相连来测量电压。为适应不同电平的 输入电压，电流通道集成有一个增益可编程放大器 （ PGA ） ， 使 输 入 电 平 满 量 程 可 选 择 为 ± 250mVRMS 或±50mVRMS 。电压通道的PGA可适 应±250mV 的输入电压范围。 对于VA+和VA-两端 接单＋5V电源的情况， 两个通道的差模输入引脚间 所加的共模＋信号电压为－0.25V到＋5V。另外， 设计时可以在某一个通道或两个通道实现双端差 模输入，此时输入信号的共模电压加在AGND上。 CS5460A 每通道都有一个高速数字滤波器， 将两个ΔΣ调制器的输出衰减10倍并积分。滤波器 以（MCLK/K ）/1024的字输出速率（OWR ）输 出24位数据。 为了方便与外部微控制器通讯，CS5460A 集 成有一个简单的三线串行接口，该串口与SPI ? 和 Microwire ? 标准兼容。串口的串行时钟（SCLK） 和 RESET 引脚内包含一个施密特触发器，允许使用 上升速度较慢的信号。 波器实现，与电压通道的准确测量范围相比，可以 在输入跨度更大的情况下实现电流通道的精确测 量。（该问题在2.2.1节有更多讨论） 同样见图3，电压通道的数据与一个可变的时 延滤波器有关。时延的长度由相位补偿位的7位二 进制值确定（见相位补偿），它们可由用户设置。 当相位补偿位PC[6:0]为缺省设置“0000000”（且 MCLK/K=4.096MHZ）时，相对于初始的模拟电流 输入信号，加在初始的模拟电压输入信号的额定时 延约为1μs。这在频率为60HZ时相当于约0.0216 度的滞后。2.1.3 数字补偿滤波器两个通道的数据接下来通过两个FIR补偿滤波 器，以补偿通过低通滤波器后产生的幅值损耗。2.1.4 数字高通滤波器两个通道都提供了一个可选的高通滤波器（图 3中用HPF表示），它可以加入信号通路，以在有 效值/电能计算之前除去电流/电压信号中的直流成 分。该滤波器可通过使能寄存器中的特定位启动。 若用户希望在两个通道中的一个加入高通滤 波器，则另一个通道将启动全通滤波器（图3中的 APF），以保持电压和电流的传感信号之间的相位 关系。例如，如果电压通道加入了HPF而电流通道 没有加入，则电流通道将加入APF，从而消除电流 通道内由于高通滤波器产生的相位延迟。2.1.5 总的滤波器响应当 CS5460A(K=1) 在 4.096MHZ 时钟的驱动下 时，电压通道的输入滤波器网络的复合幅值响应 （相对于频率）见图4，电流通道的输入滤波器网 络的复合幅值响应（对于频率）见图5。两个通道 的复合滤波器响应用MCLK频率和K计量。2.1 操作原理两个通道的计算程序图见图3。阅读以下各部 分的数据流程描述时可参考该图。2.1.1 ΔΣ调制器电压 /电流通道的模拟波形应与输入PGA 的增 益对应(未在图3中显示)。 该波形将由ΔΣ调制器以 （MCLK/K）/8Sps的速度采样。2.1.6 增益及 DC 偏移量调整滤波后瞬态电压和电流的数字量将基于DC偏 移量寄存器（进行加法运算）和增益寄存器（进行 乘法运算）进行偏移量/增益调整。这些寄存器用于 芯片的校准（见4.8. 校准）。经过偏移量和增益调 整，24位瞬态数据采样值存入瞬态电压和电流寄存 器，用户可通过串口从中读出采样数据。DS284PP42.1.2 高速数字低通滤波器对数据进行低通滤波，以去除调制器输出的高 频噪声。参见图3，电压通道的高速滤波器由一个 固定的Sinc2滤波器实现。电流通道用一个Sinc4滤12 CS5460A图 3 数据流程图2.1.7 有功能量及有效值计算瞬态电压和电流的数字量将作另外的处理。参 见图3，每对瞬态电压/电流的采样数据相乘，得到 瞬时有功能量的采样值。每个A/D采样周期后，新 的瞬态功率采样值存入瞬时功率寄存器（可被用户 读出）。 N个瞬时功率采样值作为一组（N值放在周期 计数寄存器中），每组的瞬时功率累加和用于计算 存放组能量寄存器中的数值，它正比于芯片在最近 N个A/D转换周期中寄存的有功能量的值。从图3可 知当前的瞬时功率累加和右移了12次（相当于除以 4096），以避免能量寄存器产生溢出。有效值同样 利用最近的N个瞬态电压/电流采样值计算，这些值 可从RMS电压寄存器和RMS电流寄存器中读出。位的置位也表明新的 24 位瞬态电压和电流采样值 已获得，并且它们相乘获得了相应的24位瞬时功率 值。 表1表明了差模输入电压 （电压通道输入端 “＋” “－”引脚间的电压）和相应的瞬态电压寄存器输 出编码之间的关系。当电流通道的 PGA 增益置于 “10X”时，该表也适用于电流通道。输出编码 （16进制）7FFFFF 000 FFFFFF 800000输入电压（DC）+250mv 14.9nv至44.7nv -14.9nv至14.9nv -44.7nv至-14.9nv -250mv输出编码 （10进制） 0 -1 -8388608表 1 差模输入电压与输出编码2.2 执行测量总结2.1节可知，CS5460A首先测量瞬态电流 和瞬态电压，由此计算出相应的瞬时功率以及有功 能量、电压有效值和电流有效值的周期计算值。这 些测量/计算结果以24位带符号和无符号字给出。 所 有输出字的范围归一化为统一的量程，其中24位带 符号输出字用补码表示。 CS5460A输出寄存器的24 位数据字的无符号数表示在0和1之间，带符号数表 示在－1到＋1之间。寄存器值为1表示最大可能的 数值。在 CS5460A 的寄存器中实际上不可能达到 1.0的数值。 如任何带符号输出寄存器的最大输出值 为[(2^23-1)/(2^23)]=0.。每次A/D转 换后，CRDY位都将被置位，同时若CRDY位未被 屏蔽 （在屏蔽寄存器中） ， CRDY INT 引脚也将有效。DS284PP4VRMS、 IRMS及电能计算每N次转换更新一次 （见 1中 “计算周期” ） ， N值存放于周期计数寄存器中。 在每次计算周期结束时，屏蔽寄存器中的DRDY位 将置位，若DRDY位未被屏蔽， INT 引脚将有效。 尽管 CRDY 在每次 A/D 转换后都需置位，但 DRDY 仅当每次计算周期结束后置位。这些位被 CS5460A置位后， 用户必须在下次置位之前对其清 零，以使其能够在INT引脚上触发新的中断事件。 如果周期计数寄存器的值（N）置1，所有输出的计 算都是瞬态值，当瞬态计算完成，DRDY将有效。 若需使RMS值有效， 周期计数寄存器设置的值必须 大于 10 。计算周期频率由主时钟确定，其值为 （MCLK/K）/(1024*N)。在缺省条件下，即XIN时 钟为4.096MHZ,K=1， 电压、 电流和功率的瞬态A/D 转换速率为4000Sps，IRMS、VRMS即电能计算速率 为1Sps。13 CS5460A250mv的正弦波电压是不实际的，因为这样的正弦 波在其每周期电压正 /负峰值附近的电平将超过输 入通道的最大差模电压输入范围。最大的不饱和正 弦波电压输入信号的典型值应为250mv/sqrt（2） ＝～176.78mv（RMS ），约为满量程的70.7 ％。 这也意味着对于电流通道，要保证60HZ纯正弦波 输入信号的RMS测量值的（线性度＋变化量）误差 保持在读数±0.1％内， 电压的范围应在最大差模输 入电压幅值的0.2%~70.7%。电能 图 4 电压输入滤波器特性 范围 （％满量程） 最大差模 输入 线性度0.1%-100 % VRMS 50%-100 % IRMS 0.2%-100%不使用 读数的0.1%电压通道 ±250mv 读数的0.1%电流通道 ±250mv 10X ±50mv 50X 读数的0.1%表 2 输出线性度为± 0.1%的使用范围（增益 /偏移量寄存器 缺省设置）图 5 电流输入滤波器特性2.2.1 CS5460A 线性性能表2列出了输入电平的范围（电能、IRMS/VRMS 寄存器的满量程读数的百分数） ， 在该范围内VRMS、 IRMS和电能寄存器在逐个计算周期完成后的结果的 (线性度＋变化量)在读数的±0.1％内。需注意的是 CS5460A未进行校准前（见校准）的准确性（相对 于电源的参考电源线电压和电源线电流）不保证在 ±0.1％内。但实际上CS5460A给出的芯片样品在 校准前，其线性度在规定的范围内确实在±0.1％ 内，此时电压通道和电流通道的输入电平对应于 IRMS和VRMS寄存器满量程读数。两个通道都进行了 偏移量/增益校准后，VRMS、IRMS和电能寄存器结果 同样具有±0.1％的线性度。另外， 电压通道（PGA 设为10X增益的电流通道）的差模输入电压的典型 最大值（满量程）为250mv（额定值），若两个通 道的增益寄存器值为1（缺省）且两个DC偏移量寄 存器值为0（缺省），则电压/电流输入的250mv直 流信号在RMS电流/电压寄存器内的测量值应为大 约 0.9999 … 。 因为 250mv（ dc ）的有效值同样是 250mv。但对于任何一个输入通道，加入有效值为14（线性度＋变化量） 保持在读数的±0.1%的范 围可以扩大，这可通过选择周期计数寄存器的值使 每个计算周期的时间等于（或非常接近于）电源周 期的整数倍（N需大于等于4000）实现。例如，周 期计数设置为4200，对电源线上电流检测获得的 60HZ正弦电流的电压信号的（线性度＋变化量） 保持在读数的±0.1%的范围可以扩大， 也就是超过 0.2%~70.7%， 准确范围也将提高。 因为采样数4200 为60HZ的整数倍70倍。需要注意的是测量范围的 扩展指的是输入量程下限的扩展（即上限仍不能超 出满量程的上限）。这样可以准确测量更小的电源 电流，从而扩展电度表的负载范围。增加测量范围 有助于负载大范围变化下电度表的测量2.2.2 单计算周期（C=0 ）‘C’指的是“启动转换”命令(见3.1)的C位。该 命令表明CS5460A在“单计算周期”数据采集模式 下执行转换。依据周期计数寄存器的信息，在用户 发出一个“启动转换”命令后，执行一个单计算周 期。计算结束后，DRDY 被置位。读取一个计算结 果需要32 个SCLK时钟信号 ，前8个SCLK时钟信 号用来输入决定读取哪一个寄存器的命令，后 24 个SCLK时钟信号用来读取被指定的寄存器的计算 结果。 数据读取完毕后， 串行接口返回到命令模式， 等待新的命令被发出（第3节有从CS5460A读取寄 存器数据的更详细的说明）。DS284PP4 CS5460A2.2.3 连续计算周期（C=1 ）当C=1时，CS5460A执行“连续计算周期”数 据采集模式。依据周期计数寄存器的信息，连续的 计算周期在电压和电流通道重复进行 （每N 次转换 进行一次）。用户不能在单个通道上启动/中止计算 周期。每个计算周期结束后，DRDY 被置位。读取 一个寄存器需32 个SCLK时钟信号，前8个 SCLK 时钟信号用于确定被读寄存器地址， 后24 个SCLK 时钟信号用来读出计算结果。 在这种模式下， DRDY 的上升和下降指示新数据是否就绪，用户可以据此 有选择地读取实际应用所需的计算结果。再次提醒 用户在其 MCU 固化软件中需在 DRDY 位再次确认 前对其复位。 参见图3，在IRMS 和VRMS 的数据通道内平方根 计算前，需进行 Sinc 2 计算。数据在每N个采样值里 10中取1。 因此， 每个通道的第一个输出将无效 （也 就是说单计算周期时所有的有效值计算结果都无 效， 连续计算周期时第一个有效值计算结果无效） 。 2 由于计算电能不需要进行 Sinc 计算， 所以电能计算 结果一直有效。 用户向CS5460A发出 “启动转换” 的命令后 （见 3.1 命令（只写））且命令中的‘C’位置1，芯片 将保持在激活状态下。一旦进入“连续计算周期” 数据采集模式，CS5460A将连续在电压/电流通道 进行A/D转换及所有后续计算，直至：a) 从串口接 到“上电/暂停”命令；b) 芯片掉电；c) 用户确认 配置寄存器中的RS位（软件复位）；d) 硬件复位。 互不冲突。 CS5460A及其电路必须密封保持绝缘以 防人或动物触电。 图7所示同样为单相2线系统的功率测量，但与 电源线实现了隔离。隔离通过3个变压器实现。一 个是普通的变压器，用于提供CS5460板上的直流 电源。第二个是一个高精度、低阻抗的变压器（通 常称为电压互感器），在较高的谐波下也具有很小 的衰减和相位延迟。还有一个电流互感器用于测量 电源线电流，一个电阻跨接在电流互感器的次级， 对CS5460A的电流通道产生电流感应的电压信号。 由于CS5460A不直接接在电源线上， 因此其数字接 口不需隔离。 图 8 所示为 CS5460A在单相 3 线系统的功率测 量方案。另外，在美国的许多使用3线的住宅电能 测量系统中只有两根线是可用的 （中线不能使用） ， 图9 显示了CS5460A在不使用中线情况下的单相3 线功率测量系统。3．串口综述CS5460A 的串行接口部分集成了一个带有发 送/接收缓冲器的状态机， 状态机在SCLK 的上升沿 解释8 位命令字。根据对命令的解码，状态机将执 行相应的操作，或者为被寻址的寄存器的数据传输 做准备。读操作需将被寻址的内部寄存器的数据传 送到发送缓存区，写操作在数据传输前要等24 个 SCLK 周期。内部寄存器用于控制ADC 的功能。 所有寄存器都是24 位。图25描述了用户可用的内 部寄存器。 上电后CS5460A 初始化并处于可完全操作状 态，等待接收有效的命令（输入串口的前 8 位数 据）。在完成对有效命令的接收和解码后，状态机 将指示转换器执行系统操作或从内部寄存器输入 或输出数据。具体命令字的含义，请用户参考“命 令字”一节。2.3 基本应用电路结构图 6 所示为 CS5460A在单电源单相2 线系统的 功率测量方案。该图用于监控电源线电流的电阻分 流器联接在电源的火线端。在大多数住宅电能测量 应用中，电度表分流器接在火线上有助于发现窃电 的行为。 这种类型的电阻分流器在CS5460A的共模 输入电压应以火电源线电压为参考点，这也意味着 CS5460A 的输入共模电压相对于地电位会在很高 的正电压和负电压之间振荡。 因此CS5460A的数字 输出接口与外部数字接口（如局域网或其它通信网 络）的设计应谨慎。这些数字通信网络可能要求对 地电位为 CMOS 电平。在这种情况下， CS5460A 的数字串行接口引脚必须与外部数字接口隔离，以 使测量端的参考地电位与外部接口地参考地电位3.1 命令字（只写）所有的命令字长度均为1 个字节。写寄存器命 令后必须紧跟1 、2 或3 个字节的寄存器数据。读 寄存器命令发出3 字节的寄存器数据。读寄存器命 令可以和其它命令链接到一起执行（比如，在读数 据时，另一个新的命令可送入SDI，并可在原来的 读操作结束前执行），这样就允许“命令链”操作。DS284PP415 CS5460A图 6 典型连线图（单相 2 线、直接与电网连接）图 7 典型连线图（单相 2 线、与电网隔离）16DS284PP4 CS5460A图 8 典型连线图（单相 3 线）图 9. 典型连线图（单相 3 线、无中性点）DS284PP417 CS5460A3.1.1 启动转换 B7 1 B6 1 B5 1 B4 0 B3 C B2 0 B1 0 B0 0本命令指示状态机开始获取测量和计算结果，有两种测量模式。 C 采集/测量模式 0=执行单计算周期 1=执行连续计算周期3.1.2 SYNC0 命令 B7 1 B6 1 B5 1 B4 1 B3 1 B2 1 B1 1 B0 0本命令是串口重新初始化序列的结束部分，它也可以作为NOP 命令使用。通过连续输入3 个或更多的 SYNC1 命令字然后输入一个SYNC0 命令字可以使串口重新同步到字节边界。3.1.3 SYNC1 命令 B7 1 B6 1 B5 1 B4 1 B3 1 B2 1 B1 1 B0 1本命令是串口重新初始化序列的一部分，它也可以作为NOP 命令。3.1.4 上电/暂停命令 B7 1 B6 0 B5 1 B4 0 B3 0 B2 0 B1 0 B0 0如果芯片进入掉电模式（等待或睡眠模式（见3.1.5） ） ，本命令将使芯片上电。上电后，不进行转换/计算。 如果芯片已通电且正运行于“单计算周期”或“连续计算周期”数据采集模式，则此命令将使所有计算暂 停。3.1.5 掉电控制 B7 1 B6 0 B5 0 B4 S1 B3 S0 B2 0 B1 0 B0 0设备有两种掉电模式来节电。如果芯片处于等待模式(stand-by)，除了模拟/数字时钟发生器以外所有电路 都被关闭。在睡眠模式(sleep)中，除了数字时钟发生器和指令解码器外，所有电路都关闭。由于重新启动 模拟时钟信号并使其稳定需要时间， 因此将CS5460A从睡眠状态中唤醒所用时间比从等待状态唤醒所用时 间长。 S1 ，S0 掉电模式 00=保留 01=暂停并进入等待模式，这种模式允许快速上电。 10=暂停并进入睡眠模式，这种模式要求一个较长的上电时间。 11=保留18DS284PP4 CS5460A3.1.6 校准控制 B7 1 B6 1 B5 0 B4 V B3 1 B2 R B1 G B0 0芯片具有执行系统AC偏移量校准、DC偏移量校准、AC增益校准和DC增益校准的功能。用户可以单独校 准电压通道、电流通道或者对两个通道同时校准，但偏移量校准和增益校准不能同时进行。具体使用时， 如果进行了DC增益校准，则不应运行AC增益校准（反之亦然）。在执行校准操作前，用户必须给芯片提 供适当的输入。 [V, I] 指定校准通道 00=禁止 01=校准电流通道 10=校准电压通道 11=电压通道，电流通道同时校准 指定AC校准（R=1 ）或DC校准（R=0 ） 指定增益校准 0=正常运行 1=执行增益校准 指定偏移量校准 0=正常运行 1=执行偏移量校准R GODS284PP419 CS5460A3.1.7 寄存器读/写命令 B7 0 B6 W/ R B5 RA4 B4 RA3 B3 RA2 B2 RA1 B1 RA0 B0 0该命令通知状态机需要对寄存器进行访问。读寄存器时，被寻址的寄存器中的数据被传送到输出缓冲器中 由SCLK 移位输出。写寄存器时，数据由SCLK 移入输入缓冲器并在第24 个SCLK出现后写入被寻址的 寄存器。 W/ R 写/读控制 0=读寄存器 1=写寄存器 寄存器地址位，二进制编码为0 ～31 。所有寄存器都是24 位宽。 地址
名称 Config IDCoff Ign VDCoff Vgn Cycle Count 描述 配置寄存器 电流通道直流偏移寄存器 电流通道增益寄存器 电压通道直流偏移寄存器 电压通道增益寄存器 每个计算周期的A/D转换数RA[4 ：0]00110 Pulse-Rate 用于设置 EOUT 和 EDIR 上的能量-脉冲速率 00111 I 瞬时电流寄存器（最近一次电流采样） 01000 V 瞬时电压寄存器（最近一次电压采样） 01001 P 瞬时功率寄存器（最近一次功率采样） 01010 E 电能寄存器（最后一次计算周期的累计值） 01011 IRMS 电流有效值寄存器（最后一次计算周期的值） 01100 VRMS 电压有效值寄存器（最后一次计算周期的值） 01101 TBC 时基校准寄存器 01110 POff 功率偏移量寄存器 01111 Status 状态寄存器 10000 IACoff 电流通道交流偏移寄存器 10001 VACoff 电压通道交流偏移寄存器 10010. Res 保留 ** ┇ ┇ ┇ 10111 Res 保留 ** 11000 Res 保留 ** 11001 Test 保留 ** 11010 Mask 中断屏蔽寄存器 11011 Res 保留 ** 11100 Ctrl 控制寄存器 11101 Res 保留 ** ┇ ┇ ┇ 11111 Res 保留 ** **这些寄存器只能在内部使用，不能被写入。20 DS284PP4 CS5460A3.2 串行口接口CS5460A 串口接口的从属方式使用包括 2 条 控制线和2条数据线: CS 、SDI 、SDO 和SCLK 。 片选（输入脚），允许访问串口的控制线。 CS CS 为逻辑1 时，SDI,SDO和SCLK输出将 保持高阻抗。如果 CS 为逻辑0 ，SDI,SDO 和SCLK具有如下特性： SDI 串行数据输入(输入脚)，用于把用户的数据 （如数据/命令/地址等）传输到CS5460A。 SDO 串行数据输出(输出脚)，用于从寄存器读出 数据。 SCLK 串行时钟 ( 输入脚 ) ，控制数据移出或移入 A/D 转换器串行口的传输率。为了和光电 耦合器相匹配，SCLK 的输入端集成了一 个施密特触发器， 以允许使用上升和下降时 间较慢的光电耦合器直接驱动该引脚。另 外，SDO 具有吸收或输出5mA 电流的能 力，可以直接驱动光电耦合器的LED 。在 吸收或输出5mA 电流时，SDO 的驱动电 压损失小于400mV 。3.3.2 寄存器读当启动了读命令，串口将在下8个、16个或24 个 SCLK 周期启动 SDO 脚上的寄存器内容的转移 （从高位开始）。寄存器读指令可以终止在8 位的 边界上（例如，读出时可只读8 ，16 或24 位）。 同样，数据寄存器读出允许采用“命令链”。因此 读寄存器时，微控制器可同时发送新指令，新指令 将被立即执行，并可能终止读操作。例如，命令字 送入状态机读取某一输出寄存器，进行了16 个连 续的读数据串行时钟脉冲后，执行写命令字（如状 态寄存器清零命令），数据从SDI 引脚输入，同时 剩下的8 位读出数据被传送到SDO 引脚。又如， 用户仅需从读操作中获取16位有效位时， 可在SDO 读出8位数据后从SDI输入第二个读命令。 在读周期，当从SDO 引脚输出数据时，必须 用SYNC0指令（NOP ）使SDI 引脚处于选通态。3.4 系统初始化任意时刻软件或硬件复位都可使系统初始化。 软件复位是通过向配置寄存器的RS （系统复位） 位写入逻辑1 来实现的，复位后该位自动恢复为逻 辑0 。在第32 个串行时钟SCLK （假设有8 位命 令字和24 位的数据）结束后，芯片内部同步电路 延迟 3 或 4 个DCLK （ MCLK/K ）后装载配置寄 存器。然后，复位电路在MCLK 的第一个下降沿开 始进行复位工作。 硬件复位是通过强制拉低 RESET 引脚 50ns 以 上来实现的。 RESET 信号是异步的，不需要芯片用 MCLK 来检测或存储复位事件。 RESET 引脚设有 施密特触发器，这就使它可接受慢边沿信号和带有 噪声的控制信号（这种情况常见于系统掉电时）。 一旦 RESET 引脚处于无效状态后， 内部复位电路还 将保持5 个MCLK 周期有效， 确保芯片中的同步电 路被复位。当 RESET 引脚无效后， 调制器要保持12 个MCLK 周期的复位状态。软件或硬件复位后，内 部寄存器（其中一些驱动输出引脚）在复位后的第 1 个MCLK 被置为缺省值 （见表3 ） ， CS5460A 处 于命令模式，在串口等待有效命令。关于表3所列 寄存器的详细描述，读者可参考第5节。3.3 串口读/写状态机对收到的命令字进行译码。通过寄存器 读/写命令，数据可被写入CS5460A或从CS5460A 中读出。 图1为从串口缓冲区读写的时序。 如图9 所 示，数据的读/写通过向串口SDI 引脚写入相应的8 位命令字（高位在前）来启动。需要注意的是，一 些命令字的执行受周期计数寄存器和配置寄存器 内容的影响，这就需要先对周期计数寄存器和配置 寄存器内容进行正确设置。3.3.1 寄存器写当 命 令 包 含 写 操 作 时 ， 串 口 将 在 下 面 24 个 SCLK周期对SDI引脚的数据（从高位开始）记录。 寄存器写指令后必须跟24 位的数据，比如，写配 置寄存器，应先写命令字（0X40 ）启动写操作， 然后，随着24 个连续的串行时钟脉冲，CS5460A 将从串行输入引脚SDI 接收串行输入数据， 一旦收 到数据，状态机便将数据写入配置寄存器，然后等 待下一个命令。DS284PP421 CS5460A配置寄存器： 偏移量寄存器： 增益寄存器： 脉冲-速率寄存器： 周期计数寄存器： 时基寄存器： 状态寄存器： 屏蔽寄存器： 控制寄存器： 交流电流偏移寄存器： 交流电压偏移寄存器： 功率偏移量寄存器： 所有数据寄存器： 所有无符号数据寄存器: 0xxxx0FA000 0x000FA0 0x800000 （见第5节） 0xxxxxxx0000004．功能描述4.1 脉冲-速率输出EOUT 和 EDIR 引脚提供了一个能累积能量代数值的简单接口，它可代替串行口去读取有功能 量。每个 EOUT 脉冲都代表了一定数量的电能，这 一数量可通过调整脉冲 - 速率寄存器的值来改变 ,EDIR 信号则表示电能的方向。需注意这些脉冲不表 3. 复位后寄存器缺省值3.5 串口初始化串口与SCLK不同步是有可能的。一旦发生这 种情况， 任何输入CS5460A的有效指令或者不会产 生动作或者产生错误动作， 因为CS5460A不能正确 解释输入的命令字。此时需重新初始化串口，可用 以下几种方法： 1 ）CS5460A上电，（若已上电，重新启动） 2 ）硬件复位 3 ）向串口发初始化序列，该序列包括3 个（或更 多个）时钟周期的SYNC1命令字（0xFF ）， 紧跟着一个时钟周期的SYNC0命令字(0xFE)。受周期计算寄存器的影响，也不依赖于计算周期。 当MCLK=4.096MHz ，K=1 ，且电压通道和电流 通道的输入电平使瞬时电压和瞬时电流寄存器满 量程时， 脉冲的平均频率等于脉冲-速率寄存器中设 定的频率。当MCLK/K ≠4.096MHz ，则脉冲的平 均频率等于 MCLK/K=4.096MHz 时脉冲的平均频 率乘以4.096MHZ/(MCLK/K)。 示例 #1 ：假设电源线上的电压有效值和电流 有效值分别为220V 、15A （注意其最大额定值分 别为250V 、 20A ） ，EOUT 引脚的脉冲频率为IR= 每秒100 个脉冲 （100Hz ） 。 同时假设CS5460A 的 电压/电流通道已经校准，此时250mV 的直流电平 将使瞬时电压/电流寄存器和电压/电流有效值寄存 器读数都为 1.0 （满量程），我们希望找到写入 CS5460A 的脉冲 - 速率寄存器的频率值（称为 PR 值）以满足以上要求。第一步应设置电压和电流的 传感器的增益常数KV 和KI ，以便当电源线的电压 和电流值为最大值250V/20A 时，可以满足其输入 电压等级。我们计算KV 和KI 的目的是确定用于前 端电压/电流传感器网络的合适的电压/电流互感器 的变比和/或分流器电阻值。 这里假设我们所用的电源是正弦交流信号，对 正弦波，可精确测量的有效值为峰值的0.7071（输 入不过载）。由于实际功率信号不能完全符合正弦 曲线，为预防数值超量程，当电源线电压和电源线 电流的有效值分别为250V 和20A 时，我们需要将 电压有效值和电流有效值寄存器设置为0.6 。因此 当RMS 寄存器的值设置为0.6 时，输入电平为0.6 x 250=150mV 。现在我们就可以得到传感器增益 常数 KV 和 KI 的值，当电源线电压 / 电流为最大值 250V 和 20A 时 ， 电 压 / 电 流 通 道 的 输 入 将 为 150mV 有效值。 KV = 150mV/250V = 0.0006 KI = 150mV/20A = 0.0075Ω 这些常数将确定互感器或电阻分压器的比率。DS284PP43.6 CS5460A 上电状态CS5460A上电后进入有效状态(不在睡眠状态 或等待状态中)。下列操作可保证CS5460A工作在 有效状态： 1 ）CS5460A上电，（若已上电，重新启动） 2 ）硬件复位 3 ）软件复位 除了以上3种方法，当芯片工作在睡眠状态或 等待状态时，将其唤醒的指令（上电/暂停）同样可 使芯片进入有效状态。需注意的是用户必须确保串 口已经初始化过，才能对芯片加入上电/暂停命令。 因此，若要保证能够唤醒CS5460A，必须在对芯片 加入上电/暂停命令前对串口初始化。 对于睡眠状态和等待状态， 可见3.1节的掉电命 令。22 CS5460A利用这些增益常数可以计算出当电源线电压和电 源线电流分别为220V 和15A 时的输入电平，定义 为VV nom 和VI nom 。 VV nom = KV * 220V = 132mV VI nom. = KI * 15A = 112.5mV 当输入电压/电流的有效值电平为250mV 时，EOUT 引脚的脉冲速率为每秒'PR'个脉冲。当电压/值寄存器的值为0.6 。我们可以用下面公式计算出 脉冲速率寄存器的设定值： PR=500pulses 250mV 2500mV 1kW 1hr * * * * kW * hr W KV KI电流输入设为VV nom 和VI nom. 时， 若期望脉冲速率 为'IR'=每秒100 个脉冲，而IR 为PR 乘以一个比 值，这个比值等于VV nom/250mV 和VI nom./250mV 的乘积，具体的算法如下：VVNOM VINOM Pulserate=IR=PR* * 250mV 250mV因此，PR = ~1.929Hz 。 需要注意的是，脉冲速率寄存器的值不能被精 确地设置为 1.929Hz ，最接近的设置为 0X0003E =1.9375 。 为提高精度， 所有增益寄存器都可编程， 以校正PR 产生的舍入误差。此值可计算如下： lgn or Vgn=PR 1.929? 1.830重新排列上面等式可以求出PR ，这就是将放 到脉冲-速率寄存器的值。 PR=IR VVNOM VINOM * 250MV 250 MV=100 HZ 132MV 112.5MV * 250 MV 250 MV在示例2中，若MCLK/K不等于4.096MHZ,比如 设计时 MCLK/K需为3.05856MHZ，则脉冲速率寄 存 器 的 ’PR’ 值 需 乘 以 校 正 系 数 4.096MHZ/ (MCLK/K)，在此即4.096/3.05856，则最终的PR值 为约2.583HZ。步进电机模式和机械计 4.2 常规模式、 度器模式的脉冲输出EOUT 和 EDIR 的输出可设置为三种不同的输因此我们设置脉冲速率寄存器为约 420.875Hz ，则其值为0X00349C 。上面的等式 适用于当电流通道增益为X10时，当电流通道增益 为X50 时，等式变为：IR PR= VVNOM VINOM * 250 MV 250 MV这里假设电流通道已经被校准，即当 IIN+ 和 IIN- 引脚的输入电压为直流50mV 时， 电流寄存器 的读数为满量程。 示例 #2 ：当给定的最大电源线电压为250V （RMS），最大电源线电流为20A （RMS）时， 假设我们不想在特定的电压 /电流值输出指定频率 的脉冲，而希望用单位电能代表一定的脉冲数并由EOUT 发出。比如，用500 个脉冲代表一个千瓦时出模式。缺省设置为常规模式，而设置为其它两种 模式时， EOUT 和 EDIR 脉冲的持续时间和/或相关 时序将会增加/改变从而驱动电子-机械计度器模式 或步进电机模式。 EOUT 和 EDIR 的输出可直接驱 动某些低压/低功耗计数器/步进电机，这取决于计 数器/电机所要求的驱动电流和电压。 具体模式是由 设定控制寄存器中的某些位来选择的。4.2.1 常规模式参考“第5节，寄存器描述”中对控制寄存器 的描述。如果MECH=0 ，STEP=0 ，则 EOUT 和 EDIR 的脉冲输出见图 10 ，低电平有效的宽度很 窄，为MCLK周期的整数倍，约为脉冲-速率寄存器 确定的周期值的1/16。 但当脉冲-速率寄存器的值小 于采样频率（[MCLK/k]/1024）时，脉宽为一个常 数，等于脉冲速率寄存器设为(MCLK/K)/1024时的 脉宽。 因此 EOUT 的最大脉冲频率为MCLK/K]/16。 当电能为正时， EDIR 一直为高，当电能为负时， EDIR 的输出和 EOUT 一样。如果MCLK/K 不等于 4.096MHZ ， 用户可先按4.096MHZ计算脉冲速率， 再乘以系数(MCLK/K)/4.096MHZ。23（KW-Hr ）,在这种情况下，额定电源线电压电源 线电流并不决定脉冲速率的设定值，必须要考虑的 是最大电源线电压和电源线电流的值。和以前一 样，用最大电源线电压和电源线电流的值可以得出 KV 和KI 的值： KV = 150mV/250V = 0.0006 KI = 150mV/20A = 0.0075Ω 这样我们又可以算出传感器的增益，最大电源 线电压和电源线电流对应电压有效值和电流有效DS284PP4 CS5460A当设置为常规模式时，脉冲将根据脉冲速率寄 存器的值和最近的A/D 采样周期后 CS5460 存储的 电 能 值 输 出 脉 冲 串 ， A/D 采 样 周 期 (HZ) 为 ： 1/[(MCLK/K)/1024] 。 当 前 的 电 能 累 加 值 存 放 在 CS5460A的一个内部寄存器中 （不能被用户访问） 。 若寄存器内的电能累加值在最近的A/D采样周期后 大于或等于一个脉冲代表的电能 , 则 CS5460A 在 EOUT上输出一个或多个脉冲 （也可能在EDIR上） 。 CS5460A 将发出尽可能多的脉冲减少寄存器的数 值，使寄存器的值小于单个脉冲所代表的电能值。 若最近的采样周期的电能值比单个脉冲所代表的 电能值大，则会发出一个脉冲串，那么下一个周期 可能没有脉冲，直到下一次A/D采样完成。脉冲或 脉冲串发出后，寄存器内仍会留有电能的余数，其 值小于单个脉冲代表的电能值。此时，该余数不会 丢失或删除，将累加入下一次A/D转换周期中。脉 冲速率寄存器的值越小，单个脉冲代表的电能值越 大，因此寄存器内的余数值越大。EOUT 和 EDIR 引脚将输出较宽的步进脉冲以驱动 机械计度器或类似芯片。该模式下，当MCLK/K为 4.096MHz ， K=1 时，低电平有效脉冲的宽度为128ms 。电能为正时，脉冲出现在 EOUT ，电能 为负时，脉冲出现在 EDIR 。用户要确保脉冲的周 期高于128ms 且不低于机械计度器允许的最快时 间，这就需要将脉冲速率寄存器设置为合适的值， 因为这种模式下脉冲的宽度被设定为128ms ，因 此最大脉冲输出频率被限制在~7.8Hz（见图11 ）。 如果MCLK/K 不等于4.096MHZ ， 则低电平脉冲的 宽度为（128 *4.096MHZ ）/(MCLK/K)毫秒。4.2.3 步进电机模式设定控制寄存器中的MECH=0 ，STEP=1 ， 使 EOUT 和 EDIR 引脚具有驱动步进电机的相位 输出。当一个电能脉冲出现时，一个引脚的输出状 态发生变化。当另一个电能脉冲出现时，另一个引 脚的输出状态发生变化。电机的转向由状态变化的 顺序决定。当电能为正时， EOUT 超前于 EDIR 约 1/4 周期；为负时， EDIR 同样超前 EOUT （见图 12 ）。4.2.2 机械计度器模式设定控制寄存器中的MECH=1 ，STEP=0 ，图 10 典型脉冲串输出时序图（常规模式）图 11 机械计度器模式下的 EOUT 和 EDIR.图 12. 步进电机驱动器模式下的 EOUT 和 ED24DS284PP4 CS5460A4.3 使用 EEPROM 的自引导模式CS5460A 有一个MODE 引脚， 当该引脚为逻 辑低电平时，芯片处于常规操作模式，称为“主模 式”，在此模式下，芯片执行一些常规操作（如上 述）；而当该引脚为逻辑高电平时，芯片则处于自 引导模式。在自引导模式中，CS5460A 要从外部 串行存储器中下载数据，下载数据的启动由复位引 当 RESET 由逻辑低电平变为高电平 脚 RESET 控制， 后下载开始。 自引导模式下CS5460A 可单独运行， 无需外接微控制器。当MODE 引脚悬空时，因为 内部有下拉电路，故此时MODE 为逻辑低。 EEPROM编程，使其能够发出写入CS5460A的校 准寄存器的命令，接着写入脉冲速率寄存器的值， 同时去除屏蔽寄存器中‘LSD’位的屏蔽。最后， EEPROM的代码初始化为‘连续计算周期’数据采 集模式并选择一种脉冲输出格式（如设置控制寄存 器中的MECH位）。串行数据序列由单字节十六进 制数表示如下： 40 00 00 61 44 7F C4 A9 46 7F B2 53 4C 00 00 14 74 00 00 04 E8 78 00 01 40 在配置寄存器中，开通高通滤波 器，设置K=1 写 0x7FC4A9 值到电流通道增 益寄存器 写 0x7FB253 值到电压通道 DC 偏移量寄存器 设置脉冲速率寄存器为0.625Hz 去除屏蔽寄存器的 “LSD” 位 （第 2位）的屏蔽 启动连续计算周期 写控制寄存器的STOP位，中止 自引导初始化序列，设置 EOUT 输出脉冲为机械计度器模式 在自引导期间，从EEPROM 移出的数据将驱 动CS5460A 的SDI 引脚。 有以下用户动作可使CS5460A 进入自引导模 式（简单时序见图14）：如果MODE引脚设为1（或 MODE引脚在CS5460A 上电时或上电完成后置为 1或与高电平相连） ，复位引脚（ RESET ）由逻辑 低电平变为高电平后，CS5460A 将使 CS 置低，并 且从SDO 线输出标准块读命令。当这些动作完成 后 ， CS5460A 继 续 发 出 SCLK 脉 冲 ， 接 收 来 自 EEPROM 的数据/命令。串口成为一个主态接口。 更详细的时序图可在本手册的“开关特性”一节中 找到。4.3.1 自引导结构图 13 为 CS5460A 和 EEPROM 的典型连接 图。 该模式中， CS 和SCLK 为输出驱动引脚， SDO 始终为输出。 在自引导期间， CS5460A 使 CS 为低， 由SCLK 引脚提供时钟，在SDO 引脚输出命令， 从 SDI 引脚接收 EEPROM 数据。串行 EEPROM 需要由用户指定的命令和寄存器数据来编程，这些 数据用来修改一些CS5460A 寄存器的缺省值并开 始转换。 图13还描述了外部校准装置的连接方法，用作 PC 机或用户校准板。 校准器用来控制校准和/或将 用户指定的命令和校准数据写入EEPROM。 用户指 定的命令/数据将确定CS5460A的在自引导初始化 完成后正确动作。4.3.3可用的 EEPROM一些符合工业标准的串口EEPROM 芯片可用 于CS5460A 来完成自引导，这些芯片如下： RAMTRON（铁电存储器）图 13. EEPROM 和 CS5460A 的典型接口24C04 24C16 AT25010 AT25020 AT250404.3.2 EEPROM 的自引导数据本节说明了自引导过程的典型数据。这些数据 将由用户写入EEPROM。 在下列的时序中， 首先对DS284PP4ATMEL25 CS5460A这几种串行EEPROM 在下载数据前需要先输 入8 位命令字（ ），CS5460A 已被硬 件编程为在自引导过程开始时发出这8 位的命令 字。 当给 CS5460A 的控制寄存器的 STOP 位写 入1 时可使自引导过程终止，这即是EEPROM 命 令序列的最后一个被执行的命令，此后，SCLK 停CS 升高， 并使串行EEPROM 处于低功耗状态。 止， 串口工作在从模式， CS5460A的寄存器可通过外部 芯片读出，如通过总线接口连接到测量组件上的中 央控制器。 当STOP 位被置位，CS5460A 将继续执行由 EEPROM 装入的命令。如上例，启动转换命令 （0xE8 ）从EEPROM 装入CS5460A ，在STOP 位被置位后，CS5460A 将继续执行连续A/D转换。 自引导复位发生在节电/断电期间。 电源线由于电厂或其它原因（如地线故障、电 气扰动等）可能处于断电状态。此时对于测量组件 来说，正确复位是非常重要的，这样可保证电源恢 复后芯片继续正常工作。 当CS5460A由单片机控制 时，通常会有专门的程序实现断电后的复位过程。 在自引导模式下， CS5460A可在电源恢复后重新进 入自引导过程复位。图 15 所示为用于确保断电后 CS5460A 重新启动自引导过程的 RESET 和 INT 引 脚电路。该电路使用了一个二极管、一个电阻和一 个电容使芯片突然断电又恢复后重新复位。 以上自引导示例的代码（见4.3.2节）中LSD位 未被屏蔽，这是为了保证当PFMON引脚上的电压 达到PFMON的低电压阈值时， INT引脚的电压发生 由高至低的跳变。若PFMON检测到电源掉电，则 INT引脚变为低电平 （LSD未被屏蔽） ， 这使得CBOOT电容可通过二极管BAT85迅速放电。 当＋5V电源恢 复后， RESET引脚上的电阻和电容将使引脚电压缓 慢上升，从而有足够的时间使芯片在重新启动自引 导过程前让振荡器电路和内部参考电路稳定。这样 CS5460A在断电后可恢复正常的测量功能， 注意用 户需为PFMON引脚选择合适的电阻分压器（见图 15）。使用该电路并不保证对任何电源的扰动都可 使CS5460A正确复位。 除了以上描述的电路，还应在VA+/VA-引脚接 上同样大小的电容，它们将增加电源掉电后 CS5460A保持工作的时间， 从而增加电源恢复后芯 片重新正确启动的可能。 单个电容的值可选&47uF， 两个电容值的和可选&100uF。4.4 中断和看门狗4.4.1 中断INT 引脚用来通知 CS5460A 发生了某些值得注意的事件，这些事件包括芯片运行的状态和内部 故障状态。状态寄存器与屏蔽寄存器组合将产生INT 信号，当状态寄存器的某位有效，并且屏蔽寄存器相应的位是逻辑1 ， INT 信号被激活；当状态 寄存器的这一位恢复为无效时，中断状态被清除。4.4.1.1 清除状态寄存器与其它的寄存器不同，状态寄存器的位只能被 清除 （设置为逻辑0 ） 。 当向状态寄存器写入字时， 字中的任何1 都可以清除状态寄存器相应的位，而 其它位保持不变。这可以在不清楚其它位的状态的 情况下，清除特定位。这种机制方便了交互处理， 并将丢失尚未处理事件的危险性降到最低。图 14. 自引导过程的时序图26DS284PP4 CS5460A图 15. CS5460A 自引导配置：掉电后自动重启动4.4.1.2 INT 引脚的典型应用下面步骤说明如何处理中断。 n 初始化： 步骤I0 ― 向状态寄存器写 FFFFFF （ 16 进 制），清除所有状态位 步骤I1 ― 向屏蔽寄存器中允许产生中断的中 断条件位写逻辑1 步骤I3 ― 开启中断 n 中断处理过程： 步骤H0 ― 读状态寄存器 步骤H1 ― 禁止所有中断 步骤H2 ― 转向相应的中断处理程序 步骤H3 ― 将H0 步骤读出的值写回以清除状 态寄存器 步骤H4 ― 重新开中断 步骤H5 ― 从中断处理程序中返回 这个交互处理过程保证了在H0步骤～H3步骤 间发生的新中断不会被H3步骤丢失（清除）。省）、高电平、上升沿和下降沿四种。若中断输出 信号格式设为高电平有效或低电平有效，则当状态 寄存器的相应位恢复为无效状态后，中断条件被清 除。当设置为上升沿或下降沿时，INT脉冲宽度至 少应为MCLK/K个周期，虽然某些情况下，脉宽可 能有2MCLK/K个周期。4.4.1.4 异常状态寄存器的 IC 位 （无效命令） 只能在端口初 始化时清除， IC 位也是唯一低电平有效的状态寄存 器位。 正确清除状态寄存器 WDT 位（看门狗定时 器），必须先读取能量寄存器，然后清除状态寄存 器的WDT 位。4.4.2 看门狗定时器看门狗定时器（ WDT ）的功能是通知系统 CS5460A 与微处理器的通讯存在潜在的故障。通 过允许WDT 产生中断，微控制器可以从跑飞状态 返回正常的代码空间，读取转换器的数据。超时时 间被编程为大约5 秒。每次能量寄存器被读取，计 数器都重新启动。在典型情况下，每秒能量寄存器 读取一次，因此，WDT 不会超时。在将看门狗用}
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