HiTrendtech ATT7059A User Guide

ATT7059AU 用户手册(210-SD-132)
ATT7059A
用户手册
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ATT7059AU 用户手册(210-SD-132)
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1. 综述 ................................................................................................................................................................... 6
2. 整体框图 ...........................................................................................................................................................
3. 引脚定义 ...........................................................................................................................................................
3.1. 概述 ...................................................................................................................................................
3.2. PIN脚封装图 .....................................................................................................................................
3.3. PIN脚功能说明 .................................................................................................................................
3.4. PIN脚在Reset下的默认状态 ...........................................................................................................
3.5. I/O口高低电平定义 .........................................................................................................................
3.6. 电气特性 ......................................................................................................................................... 10
4. 应用模式 .........................................................................................................................................................
4.1. 概述 .................................................................................................................................................
4.2. ATT7059AU应用方式说明 ...............................................................................................................
4.3. Reset后芯片状态 ...........................................................................................................................
4.4. ATT7059AU功耗数据 .......................................................................................................................
5. ATT7059AU各模块描述 ................................................................................................................................
5.1. ADC模块 ...........................................................................................................................................
特性
5.1.1.
5.2. VREF .................................................................................................................................................
5.2.1.
5.3. SPI ...................................................................................................................................................
5.3.1. ATT7059AU
5.3.2. ATT7059AU
5.3.3. ATT7059AU
5.3.4. ATT7059AU
5.3.5. SPI
5.3.6.
5.4. TPS ...................................................................................................................................................
5.4.1.
5.4.2.
5.4.3.
5.4.4. TPS
5.4.5.
5.5. POR&BOR&LBOR .................................................................................................................................
5.5.1. BOR
5.5.2. LBOR
5.6. EMU功能 ...........................................................................................................................................
5.6.1.
5.6.2.
5.6.3.
5.6.4.
5.6.5.
5.6.6. EMU
......................................................................................................................................... 12
参数
......................................................................................................................................... 12
SPI
通讯定义
SPI
通讯错误定义 的校验和 的
SPI I/O
通讯波形
相关寄存器
功能
......................................................................................................................................... 15
.......................................................................................................................... 13
............................................................................................................................. 14
采用单次转换的方式 采用分时打开的方式
参数定义
相关寄存器
参数
参数
特性
......................................................................................................................................... 17
........................................................................................................................... 15
............................................................................................................................. 16
.................................................................................................................................. 16
............................................................................................................................... 16
采样波形和功率波形(瞬时功率)功能 功率、有效值,频率,相位 电能、快速脉冲 罗氏线圈
................................................................................................................................. 18
状态指示
..................................................................................................................... 17
......................................................................................................................... 18
.................................................................................................... 12
............................................................................................ 13
............................................................................................................. 13
口状态
............................................................................................................. 15
............................................................................................................. 15
................................................................................................. 13
.............................................................................. 17
................................................................................................. 17
11 11 11 11 12 12 12
12
12
15
16
17
7 7 7 7 8 9 9
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5.6.7. EMU
5.6.8.
5.6.9.
5.6.10.
5.6.11.
5.6.12.
5.6.13.
5.6.14.
5.7. 中断 .................................................................................................................................................
6. 寄存器功能 .....................................................................................................................................................
6.1. 计量参数寄存器列表 ..................................................................................................................... 19
6.2. 计量参数寄存器说明 .....................................................................................................................
6.3. 校表参数寄存器列表 .....................................................................................................................
6.4. 校表参数寄存器说明 .....................................................................................................................
6.4.1. EMUIE
6.4.2. EMUIF
6.4.3.
6.4.4.
6.4.5. EMUCFG.................................................................................................................................
6.4.6. FreqCFG..................................................................................................................................
6.4.7. ModuleEn.................................................................................................................................
6.4.8. ANAEN.....................................................................................................................................
6.4.9. IO
6.4.10.
6.4.11.
6.4.12.
6.4.13.
6.4.14.
6.4.15. ADC
6.4.16.
6.4.17.
6.4.18. Voltage Offset Register.............................................................................................................
6.4.19.
6.4.20.
6.4.21.
6.4.22. UCONST..................................................................................................................................
6.4.23. Active Power offset 1
6.4.24. Reactive Power offset 1
6.4.25. I1RMS offset.............................................................................................................................
6.4.26. URMS offset.............................................................................................................................
6.4.27. ZCrossCurrent
6.4.28. Phase Calibration gain 1 Register(GPhs1 0x6D)............................................................
6.4.29.
6.5. 推荐校表过程 .................................................................................................................................
配置
................................................................................................................................. 18
功率增益校正 相位校正 无功相位校正 全通道增益 有效值
offset
通道偏置校正和高通 过0电流阈值
写保护配置寄存器 软件复位寄存器
输出配置寄存器 通道1有功功率校正( 通道1无功功率校正( 通道1视在功率校正( 通道1相位校正( 无功相位校正(
通道增益
全通道增益寄存器
......................................................................................................................... 18
................................................................................................................................. 18
......................................................................................................................... 18
............................................................................................................................. 18
和功率
中断使能寄存器 中断标志寄存器
offset........................................................................................................ 18
............................................................................................................. 19
......................................................................................................................... 19
....................................................................................................... 26
....................................................................................................... 27
................................................................................................................. 28
..................................................................................................................... 28
................................................................................................................. 33
GP1).............................................................................................. 34
GQ1).............................................................................................. 34
GS1)............................................................................................... 34
Phase1).................................................................................................. 35
QPhsCal)................................................................................................... 35
......................................................................................................................... 36
................................................................................................................. 37
通道直流偏置校正寄存器
潜动与启动
............................................................................................................................. 38
有效值潜动与启动寄存器 脉冲频率
................................................................................................................................. 39
小信号有功功率校正
小信号无功功率校正
电流过零域值设定
快速脉冲计数器
..................................................................................................................... 41
..................................................................................................... 37
..................................................................................................... 38
........................................................................ 39
...................................................................... 40
........................................................................................ 41
19 19
20 25 26
28 30 31 32
37
39
40 40
41
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7. EMC考虑......................................................................................................................................................... 46
8. 应用原理图 .....................................................................................................................................................
9. 封装 .................................................................................................................................................................
47 49
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1. 综述

ATT7059A 是一颗带 SPI 的单相多功能计量芯片(EMU)。
ATT7059AU ATT7053A 除了第二路电流的 ADC 输入 pin 外,其余管脚兼容,寄存器上也完全兼容 (第二路 ADC 相关的功能没有)。由于外部 pin 上未提供第二路电流 ADC 输入,建议客户将第二路电流 ADC 保持其默认关闭状态。
芯片的工作范围是 3.0 3.6V
晶振为 5.5296MHz
Feature
z 两路 19 bit sigma-delta ADC,采样率 28k/14k/7k Hz 可调 z 支持 20001 的动态范围 z 支持有功、无功、视在功率和电能脉冲输出 z 能够得到电压,电流通道的有效值,及电压频率,电压电流相位 z 支持 SPI,能够读取参数、校表 z 中断支持:过零中断,采样中断,电能脉冲中断,校表中断等 z 支持断相防窃电(Uconst×Irms 代替有功,视在/有功脉冲可切换) z 片内温度传感器 z NORM 全速运行功耗<3.5mA;断相防窃电降频运行功耗<2mA z BORLBOR 功能 z SSOP 24ATT7059AU
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2. 整体框图

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VIN+ VIN-
I1IN+ I1IN-
Vref out
PGA
PGA
Voltage
Reference

3. 引脚定义

2 ADC
2 ADC
Temperature
sensor
LVREF
DEC filter
DEC filter EMU
8 bit ADC
Power
Monitor Unit
Clock
Generator
CLKIN CLKOUTDVCC AVCC
2-1 芯片整体框图
Pulse
output
Register
General
Interface
PF QF
SF
SDO SDI SCLK
CS
TEST
Reset IRQ

3.1. 概述

芯片为 24pin 封装形式,主要功能如下表所示:
spi ADC CF1&CF2 CF3 package
ATT7059AU y 2 y y 24

3.2. PIN 脚封装图

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DVDD
RST\
VDD1P8
TEST\ AVCC
V3P
V3N
NC NC
V1P V1N
VREF
ATT7059AU
24PIN
DGND
XTALO
XTALI SPICLK SPIDO
SPIDI SPICS
IRQ\
CF1
CF2
CF3
AGND

3.3. PIN 脚功能说明

ATT7059AU PIN 名字 PIN 说明 1 DVDD 数字电源;3v~3.6v 2 RST\(内部上拉) 芯片复位,低电平有效。 3 VDD1P8
数字 1.8V 电压输出,需要外接 10uF 和 0.1uF 电容进行退藕和稳 压。
4 Test\(内部上拉) 测试模式引脚;客户应用时需要
上拉到 3.3V DVDD。 5 AVCC 模拟电源输入;3v~3.6v 6 V3P 电压输入通道正; (V3P-V3N)
范围+-800mv 峰值,共模 0V。 7 V3N 电压输入通道负 8 NC 悬空,或者接地 9 NC 悬空,或者接地 10 V1P 电流通道 1 输入正;(V1P-V1N)
范围+-800mv 峰值,共模 0V。 11 V1N 电流通道 1 输入负 12 VREF ADC 参 考 电 压 输出,典型值
1.21V,需要外接 10uF 和 0.1uF
电容; 13 AGND 模拟地 14 CF3 P/Q/S 脉冲输出(由用户配置而
定),默认为 S 15 CF2 P/Q/S 脉冲输出(由用户配置而
定),默认为 Q 16 CF1 P/Q/S 脉冲输出(由用户配置而
定),默认为 P
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17 IRQ\ 中断信号输出 18 SPICS SPI 片选信号 19 SPIDI SPI 数据输入 20 SPIDO SPI 数据输出 21 SPICLK(内部下拉) SPI 时钟信号 22 XTALI 晶振 5.5296MHz 输入 23 XTALO 晶振 5.5296MHz 输出 24 DGND 数字地

3.4. PIN 脚在 Reset 下的默认状态

24PIN
PIN 名字 Reset 1 DVDD 2 RST\ 3 VDD1P8 4 Test(内部上拉) 5 AVCC 6 V3P 7 V3N 8 NC 9 NC 10 V1P 11 V1N 12 VREF 13 AGND 14 CF3 输出低电平 15 CF2 输出低电平 16 CF1 输出低电平 17 IRQ\ 输出高电平 18 SPICS 19 SPIDI 20 SPIDO 输出高阻态 21 SPICLK(内部下拉) 22 XTALI 23 XTALO 24 DGND

3.5. I/O 口高低电平定义

Input/Output Characteristics
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Parameter Symbol Min Type Max
All Pins
Input voltage
Except Reset Reset PIN VIH 0.8Vcc
Low level
All Pins VIL 0.2Vcc
Input Voltage
CF1,CF2,CF3 VOH 0.9Vcc Output voltage
Low level
Other Pins VOH 0.9Vcc
CF1,CF2,CF3 VOL 0.1Vcc Output voltage
Other Pins VOL 0.1Vcc
V1P,V1N,
V3P,V3N
Other Pins Vesd 8KV
VIH 0.7Vcc High-level
High level
(Isource >4mA)
(Isource>1mA)
(Isink>4mA)
(Isink>1mA)
Vesd 4KV ESD

3.6. 电气特性

测量条件:Vcc=AVcc=3.3V,EMU 频率选择 900K(默认),室温 参数 最小值 典型值 最大值 单位 测试条件 电能计量参数 有功电能测量误差 0.1% 常温 2000:1 范围 无功电能测量误差 0.1% 常温 2000:1 范围 电压有效值测量误差 0.1%
0.5%
电流有效值测量误差 0.1%
0.5%
ADC 参数
最大信号电平 +-800 mV 满量程为+-970mv
直流输入阻抗 250 千欧 信噪比 75 dB 带宽(-3dB) 14
7 ADC 输出参考电压 1.225 V ADV V ref 温度系数 +-25 +-50 PPM 功耗数据 EMU 900K,默认 ADC 配置 2.38 mA U,I1 打开 EMU 1.8M, 默认 ADC 配置 2.7 mA U,I1 打开 DC 参数
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200:1
2000:1
200:1
2000:1
值,客户可用为
+-800mv 峰值
KHz ADC 1.8MHz
ADC 0.9MHz
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数字电源电压 3.0 3.3 3.6 V 模拟电源电压 3.0 3.3 3.6 V CF 口输出驱动电流 5 8 mA 工作温度范围 -40 85 度 存储温度范围 -65 150 度 外部引脚参数 高电平输入电压 0.7Vcc 除了 RST 外所有 PIN
0.8Vcc RST 引脚 低电平输入电压 0.2Vcc 高电平输出电压 0.9Vcc
(Isource>4mA)
0.9Vcc
(Isource>1mA)
低电平输出电压 0.1Vcc
0.1Vcc
CF1,CF2,CF3
Other Pins
CF1,CF2,CF3
(Isink>4mA)
Other Pins
(Isink>1mA)

4. 应用模式

4.1. 概述

ATT7059AU 共有 2 种应用模式,分别为 HighspeedNormal Highspeed Normal 模式主要区别在于 EMU 时钟,一个是 1.8M,一个是 900K,用户通过 SPI 口开
关相关模块实现自己需要的功能。上电复位 femu 900KHz

4.2. ATT7059AU 应用方式说明

(1)Normal:ATT7059AU 系统启动后 EMU 时钟为 900K,ADC 时钟为 900K。 (2) Highspeed:用户将 EMU 时钟配置为 1.8M,两路 ADC 工作在 1.8M,这样 ATT7059AU 就工作在高 速模式下,其他的所有 EMU 功能用户可以选择开关。 (3)断相防窃电应用,推荐用户选择关掉电压通道 ADC,使用固定写入电压寄存器的电压值来计算视在 功率。

4.3. Reset 后芯片状态

1Reset 后芯片进入 Normal 模式
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4.4. ATT7059AU 功耗数据

参数名称 测试条件 结果 功耗 频率选择 900k Adci_ctrl 寄存器默认值 2.38mA 功耗 频率选择 1.8M Adci_ctrl 寄存器默认值 2.7mA

5. ATT7059AU 各模块描述

5.1. ADC 模块

5.1.1.
z 满量程:+-800mv 峰值 z 输入信号以 AGND 为中心 z ADC 的功耗可调,适应低功耗模式 z ADC 的频率可调,支持 1.8M/0.9M/0.45M,对应到 19bitADC 为 28k/14k/7k。 z 模拟增益 *1 *2 *8 *16(三路可独立控制)

特性

5.2. VREF

5.2.1.
参数名称 参数大小 参数单位 中心值 1.225 V 温度系数 TYPE:+-20 MAX:+-50 PPM

参数

5.3. SPI

5.3.1. ATT7059AU的SPI
(1)固定长度的数据传输(一共 3 个字节),即每次数据通讯都是 1 个字节命令和 3 个字节的数据。 (2)通讯中从机输出是以 SCK 上升沿输出数据,从机输入是从 SCK 下降沿采样数据,MSB 在前,LSB 在后。 (3)命令寄存器的接收会清 0 内部的 SPI 数据传输的数据寄存器。
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通讯定义
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4SPI 通讯的帧结构:
命令寄存器:读写位+7 位要访问的寄存器地址(接收主机的命令) 数据寄存器:3 字节(24bit)(接收主机送来的数据)
SPI
5.3.2. ATT7059AU
通讯错误定义
(1)如果在通讯过程中发生 CS 信号拉高的情况,则会给出相应的错误标志,同时置位 SPIWrongIE,并 通过 IRQ 放出。 (2)如果用户写入小于 24 字节的数据,则无效,给出错误标志。 (3)SPI 数据传输以 8bit(1 个字节)为单位,所以在 SPI 数据传输的时候,一旦用户只写入 1 字节+4bit 的数据后就将 CS 拉起来则会造成写入失败同时给出错误标志。如果用户只给出 1 字节+4bit 的时钟想要读 取寄存器数据,也会造成读取失败,同时给出错误标志。 (4)所有的错误标志均可产生 IRQ\给出中断信号通知主机,中断是否发出可以由寄存器使能控制,同时 该次错误不会影响到下一次的数据传输。
5.3.3. ATT7059AU
的校验和
(1)BCKREG:会保存上一次 SPI 通讯的 BUFF 数据的值(该寄存器为了保证 SPI 通讯的准确性)。 (2) ComChecksum:对 SPI 传输数据帧校验和寄存器的读取会导致该校验和寄存器的重新计算(该寄存 器为了保证 SPI 通讯的准确性)。 (3)BCKREG 与 ComChecksum 通讯校验寄存器在用户使用的时候任选其一就可以。 (4)SumChecksum:将所有的校表寄存器做累加,累加后的结果放入一个 3 字节的参数和寄存器,参数 和寄存器固定时间更新,这样用户可以通过查询这个寄存器的数据是否改变来判断是否出错。
5.3.4. ATT7059AU
SPI I/O
口状态
(1)对于 SPI 口的状态,对于只做为从机的 ATT7059AU 而言,正常模式,当 ATT7059AU 未被选中的时 候,输出口 SPIDO 为高阻态,输入口 SPIDI 为输入状态。 (2)在芯片 Reset 的时候,输出口 SPIDO 为高阻态,输入口 SPIDI,SPICLK,SPICSCS 为输入状态。
5.3.5. SPI
通讯波形
CS:片选(INPUT),允许访问控制线,CS 发生下降沿跳变时表示 SPI 操作开始,CS 发生上升沿跳变时
表示 SPI 操作结束。
DIN:串行数据输入(INPUT),用于把数据传输到 ATT7059AU 中。 DOUT:串行数据输出(OUTPUT),用于从 ATT7059AU 寄存器中读出数据。
SCLK:串行时钟(INPUT),控制数据移出或移入串行口的传输率。上升沿放数据,下降沿取数据。SCLK 上升沿时将 ATT7059AU 寄存器中的数据放置于 DOUT 上输出,SCLK 下降沿时将 DIN 上的数据采样到 ATT7059AU 中。
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CS
SCLK
DIN
76543210
DOUT
2322
读操作时序
17161521201918
Command Data
CS
SCLK
DIN
76543210
写操作时序
12
141013811
923 22212019181716 1514 13 121110 8 7 6 5 4 3 2 1 0
7
69
54
3210
5.3.6.

相关寄存器

BackupData Register (BCKREG)
Bit23 22 21 20…3 2 1 Bit0
BCKData23 BCKData22 BCKData21 BCKData20…..BCKData3 BCKData2 BCKData1 BCKData0
Read: Write: Reset:
X X X X X X X
0 0 0 0 0 0 0
Address 16H
Backup Data 寄存器是保存上一次 SPI 通讯传输的数据,共 3 个字节,分别代表 SPI 通讯读取数据或者写入 的上一次数据的高,中,低字节。
ComChecksum Register (Ccheck)
Bit15 14 13 12…3 2 1 Bit0
Read:
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Ccheck 15 Ccheck 22 Ccheck 21 Ccheck 12….. Ccheck 3 Ccheck 2 Ccheck 1 Ccheck 0
Address 17H
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Write: Reset:
Read: Write: Reset:
通讯校验和寄存器:每次 SPI 通讯的命令和数据都被累加放入 ComChecksum 寄存器的低两个字节。 ComChecksum 的高 8 位 bit16….bit23 会保存 SPI 通讯的上一次的命令。 SPI 通讯中的数据为单字节长度的加法。
SumChecksum Register (Scheck)
Read: Write: Reset:
参数和校验寄存器为所有校表参数寄存器的和,40H---6EH,其中 46H---4FH 没有分配寄存器,则不计算 之内。 对所有的校验寄存器采用三字节的无符号数加法,两/单字节寄存器高位补 0。
X X X X X X X
0 0 0 0 0 0 0
Bit23 22 21 20 19 18 17 Bit16
Ccheck 23 Ccheck 22 Ccheck 21 Ccheck 20 Ccheck 19 Ccheck 18 Ccheck 17 Ccheck 16
X X X X X X X X
0 0 0 0 0 0 0 0
Address 18H
Bit23 22 21 20…3 2 1 Bit0
Scheck23 Scheck22 Scheck21 Scheck20….. Scheck3 Scheck2 Scheck1 Scheck0
X X X X X X X
0 0 0 0 0 0 0

5.4. TPS

5.4.1.
5.4.2.
5.4.3.
5.4.4. TPS

功能

TPS为芯片的温度测量部分:
z-40---80℃的范围内,测量误差 TYP ±2℃,MAX ±4℃。

采用单次转换的方式

用户根据需要打开 TPS,等待大约 500us 的时间后读取寄存器的值,然后关闭 TPS 功能。

采用分时打开的方式

TPS 内部的 ADC 分时打开,每秒打开 0.5ms,这种方式 ADC 转换后即更新相应的数据寄存器。
参数定义
温度计量 0.665/LSB
测量温度范围 -40~80
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计算公式:Y = 0.665*X + B 其中:
Y 为实际温度数据 X为用户读得 B 为用户需要计算的偏执温度
应用方式:
(1) 在常温下比如 25 度(也就是上述公式中的 Y)测试 (2) 读取 (3) 通过公式 Y = 0.665*X + B 计算得到偏置温度 B (4) 之后用户程序根据测得的偏执温度B,和读取的
TempData温度寄存器数据
TempData寄存器的数据(也就是上述公式中的X)
得到外部温度值。
TempData寄存器数据就可以
5.4.5.

相关寄存器

TempData Register (TempData)
Bit7 6 5 4 3 2 1 Bit0
Read: Write: Reset:
TempData7 TempData6 TempData5 TempData4 TempData3 TempData2 TempData1 TempData0
X X X X X X X X
0 0 0 0 0 0 0 0
Address 14H
温度传感器寄存器,参见上面的 TPS 公式。

5.5. POR&BOR&LBOR

5.5.1. BOR
BOR 迟滞电压 100mv,滤波 200us 参数名称 Min Type Max 参数单位
Detect voltage failing Release voltage
(Rising) 滤波 200 us 注:BOR 只有开关功能,不能设阈值。
参数
2.5 V
2.6 V
参数
5.5.2. LBOR
LBOR 主要用于当系统电压小于 2V 的时候,BOR 模块不能工作了,由 LBOR 来接管系统,将芯片整 体复位住,2V 以下的系统电压都是由 LBOR 来复位系统。LBOR 始终有效。 参数名称 Min Type Max 参数单位
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Detect voltage
1.85 V failing Release voltage
1.95 V
Rising

5.6. EMU 功能

ATT7059AU 用户手册(210-SD-132)
5.6.1.

特性

z 支持有功、无功、视在功率和电能 z 同时指示电压,电流通道有效值 z 潜动有两种判断方式:用户通过寄存器控制位来选择是采用有效值的方式判断还是采用功率的方式判
断。
z 提供电流和电压之间的夹角,用户可以选择是否需要打开这个功能。 z PF,QF,SF 脉冲输出不固定引脚,用户可以根据需要配置相应的引脚输出需要的脉冲。 z 有效值、功率的更新速度可调,当 EMU 的时钟为 1.8MHz 时,可调范围 28Hz~3.5Hz。 z 用户可以选择电能寄存器是读后清 0 还是读后不清零。
电压、电流通道相对于 ADC 满量程的整体增益寄存器,方便客户做温度变化的整体修调。
z
支持罗氏线圈
z
5.6.2.

采样波形和功率波形(瞬时功率)功能

支持两通道的 ADC 采样数据输出。 支持有功、无功、视在功率的波形数据输出。
5.6.3.

功率、有效值,频率,相位

同时支持电压电流通道有效值计量。 同时支持瞬时有功功率、无功功率计量。 支持视在功率。 支持电压频率。 支持电压电流相位测量。(fEmu 越高,精度越高)
5.6.4.

电能、快速脉冲

支持有功、无功、视在电能脉冲输出。
CF1~3 可以任意配置相应的功能,默认依次为 P Q S CF 输出是通过对内部的快速脉冲经过 HFCONST 分频后得到的。
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ATT7059AU 用户手册(210-SD-132)
5.6.5.
内置数字积分器,支持罗氏线圈。
5.6.6. EMU
能够指示反向、潜动等,具体参见寄存器。
5.6.7. EMU
可以配置 ADC 的增益,ADC 使能可控,ADC 采样频率可更改等。 具体可参见寄存器。
5.6.8.
同一通道的有功、无功、视在增益校正可以写入同样的数据。

罗氏线圈

状态指示
配置

功率增益校正

5.6.9.
5.6.10.
采用不同的采样率时,需要对无功相位进行重新校正。 对于 50Hz 和 60Hz 系统也需要分别校正。
5.6.11.
该增益对电压、电流同时起作用,方便温度变化引起 vref 变化时的修调。
5.6.12.

相位校正

支持两种相位校正,用户可选择其中任意一种方式进行相位校正。 一种为移采样点方式,对于 50Hz 和 60Hz 需要分别校正;优点是不需要无功功率的支持。 另外一种为 PQ 方式,通过 P 和 Q 之间的关系进行相位校正,50Hz 和 60Hz 不需要分开校正。 注:推荐用户使用 PQ 方式,这样可以保证频率发生改变时精度不受影响。

无功相位校正

全通道增益

有效值
offset
和功率
offset
支持两通道的有效值 offset。 支持有功、无功功率 offset。 视在功率的 offset 在有效值 offset 补偿后,不需要单独补偿。
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ATT7059AU 用户手册(210-SD-132)
5.6.13.
客户可以通过通道偏置校正或高通来去掉输入信号中不需要的直流分量。 推荐使用高通的方式。 当需要计量直流成分时,必须关闭高通功能,通过通道偏置进行 offset 校正。
5.6.14.
电流过 0 中断、状态输出,以及相位功能时,需要电流有效值大于该阈值。

通道偏置校正和高通

过0电流阈值

5.7. 中断

RSTIF 为不可屏蔽中断,只要芯片发生复位, IRQ Pin 就会输出低电平,指示客户重新写入校表数据。 其余中断为可屏蔽中断,用户根据需要配置相应的中断使能。 具体配置参见寄存器部分。

6. 寄存器功能

6.1. 计量参数寄存器列表

地址
00H Spl_I1 3 电流通道 1 的 ADC 采样数据 02H Spl_U 3 电压通道的 ADC 采样数据 03H Spl_P 3 有功功率波形数据 04H Spl_Q 3 无功功率波形数据 05H Spl_S 3 视在功率波形数据 06H Rms_I1 3 电流通道 1 的有效值 08H Rms_U 3 电压通道的有效值
09H Freq_U 2 电压频率 0AH PowerP1 3 有功功率 0CH Power_S 3 视在功率 0DH Energy_P 3 有功能量 0EH Energy_Q 3 无功能量
0FH Energy_S 3 视在能量
12H I1Angle 3 电流通道 1 与电压通道夹角
14H TempData 1 温度测试数据
15H VDCINData 1 VDCIN 引脚电压测试数据
名称
6-1 计量参数寄存器列表(Read Only)
字节 长度
功能描述
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16H BackupData 3 通讯数据备份寄存器
17H COMChecksum 3 通讯校验和寄存器
18H SUMChecksum 3 校表参数校验和寄存器
19H EMUSR 1 EMU 状态寄存器 1AH Reserved 0 保留 1BH Reserved 0 保留 1CH Reserved 0 保留 1DH Reserved 0 保留

6.2. 计量参数寄存器说明

Current 1 Waveform Register (Spl_I1)
Bit23 22 21
Read: Write: Reset:
SI1_23 SI1_22 SI1_21 SI1_20…SI1_3 SI1_2 SI1_1 SI1_0
X X X X X X X
0 0 0 0 0 0 0
Address 00H
Current Waveform Register (Spl_I1 0x00H)
20 3
2 1 Bit0
Voltage Waveform Register (Spl_U 0x02H)
V otage Waveform Register (Spl_U)
Bit23 22 21
Read: Write: Reset:
SU_23 SU_22 SU_21 SU_20…SU_3 SU_2 SU_1 SU_0
X X X X X X X
0 0 0 0 0 0 0
Address 02H
20 3
2 1 Bit0
电流、电压波形采样值是二进制补码格式,为 19 ADC 的实际采样数据输出。Bit19 Bit23 为符号
位。其更新频率由 FreqCFG(参见校表参数寄存器 41H)确定,最快可以到 28kHz
Active Power Waveform Register (Spl_P 0x03H)
Active Power Waveform Register (Spl_P)
Bit23 22 21
Read: Write: Reset:
SP_23 SP_22 SP_21 SP_20…SP_3 SP_2 SP_1 SP_0
X X X X X X X
0 0 0 0 0 0 0
Address 03H
20 3
2 1 Bit0
Reactive Power Waveform Register (Spl_Q 0x04H)
Reactive Power Waveform Register (Spl_Q)
Bit23 22 21
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Address 04H
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20 3
2 1 Bit0
ATT7059AU 用户手册(210-SD-132)
Read: Write: Reset:
Apparent Power Waveform Register (Spl_S)
Read: Write: Reset:
确定。最快可以到 28kHz
有效值输出:
Current 1 Rms Register (I1Rms)
Read: Write: Reset:
SQ_23 SQ_22 SQ_21 SQ_20…SQ_3 SQ_2 SQ_1 SQ_0
X X X X X X X
0 0 0 0 0 0 0
Apparent Power Waveform Register (Spl_S 0x05H)
Address 05H
Bit23 22 21
SS_23 SS_22 SS_21 SS_20…SS_3 SS_2 SS_1 SS_0
X X X X X X X
0 0 0 0 0 0 0
20 3
2 1 Bit0
功率波形采样值是二进制补码格式,24 位数据。其更新频率由 FreqCFG(参见校表参数寄存器 41H
Current 1 Rms Register (I1Rms 0x06H)
Address 06H
Bit23 22 21
I1S23 I1S22 I1S21 I1S20…I1S3 I1S2 I1S1 I1S0
X X X X X X X
0 0 0 0 0 0 0
20 3
2 1 Bit0
Voltage Rms Register (URms 0x08H)
Voltage Rms Register (Urms)
Bit23 22 21
Read: Write: Reset:
US23 US22 US21 US20…US3 US2 US1 US0
X X X X X X X
0 0 0 0 0 0 0
Address 08H
20 3
2 1 Bit0
有效值 Rms 是 24 位的无符号数,最高位恒为 0。 设寄存器读数为 RMSreg,实际的有效值为 RMS,转换系数为 Krms,则 RMS=RMSreg×Krms 其中 Krms 为额定输入时额定值与相应寄存器的比值。 注:电压、两路电流的有效值计算都要各自的转换系数。 有效值的更新速度可以配置,具体参考 FreqCFG 的 PRFCFG0 和 PRFCFG1。
电压频率测量:
Voltage Frequency Register (UFREQ 0x09H)
Voltage Frequency Register (UFREQ)
Bit15 14 13
Read: Write:
Ufreq15 Ufreq14 Ufreq13 Ufreq12…Ufreq3 Ufreq2 Ufreq1 Ufreq0
X X X X X X X
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Address 09H
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12 3
2 1 Bit0
ATT7059AU 用户手册(210-SD-132)
Reset:
频率值是一个 16 位的无符号数,参数格式化公式为:
例如,如果系统时钟选择 femu=921KHz,寄存器 UFREQ=9175,那么测量到的实际频率为:
电压频率测量值更新的周期为 0.7s
功率参数输出:
Active Power Register (PowerP1)
Read: Write: Reset:
Reactive Power Register (PowerQ1)
Read: Write: Reset:
1 1 1 1 1 1 1
f=femu/2/UFREQ
f=900000/2/9175=50.191Hz
Active Power1 Register (PowerP1 0x0AH)
Address 0AH
Bit23 22 21
AP23 AP22 AP21 AP20…AP3 AP2 AP1 AP0
X X X X X X X
0 0 0 0 0 0 0
20 3
2 1 Bit0
Reactive Power1 Register (PowerQ1 0x0BH)
Address 0BH
Bit23 22 21
RP23 RP22 RP21 RP20…RP3 RP2 RP1 RP0
X X X X X X X
0 0 0 0 0 0 0
20 3
2 1 Bit0
Apparent Power Register (PowerS 0x0CH)
Apparent Power Register (PowerS)
Bit23 22 21
Read: Write: Reset:
SP23 SP22 SP21 SP20…SP3 SP2 SP1 SP0
X X X X X X X
0 0 0 0 0 0 0
Address 0CH
20 3
2 1 Bit0
第一路功率参数 PowerP1PowerQ1 是二进制补码格式,24 位数据,其中最高位是符号位。
PowerS 根据用户的选择的通道,输出第一路或者第二路的视在功率。
设寄存器中的数据为 PowerP1,则供计算用的 Preg 为: PregPowerP1 ;如果 PowerP1<2^23 Preg=PowerP1-2^24 ;如果 PowerP1>=2^23
设显示的有功功率为 P,转换系数为 Kpqs 则 P=Preg×Kpqs Kpqs 为额定有功功率功率输入时,额定功率与 PowerP1 读数的比值。 无功功率和视在功率做显示时的系数与有功功率的系数 Kpqs 相同。
例:输入 1000w 有功功率,PowerP1 读数平均为 0x00C9D9(51673),则
Kpqs1000/51673=0.01935
PowerP1 读数为 0xFF4534 时,其代表的功率值为:
P=Kpqs*Preg=0.01935*(-47820) -925.3 w
其中 PregPowerP12^24=-47820
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ATT7059AU 用户手册(210-SD-132)
功率参数寄存器的更新速度可以配置,具体参考 FreqCFG PRFCFG0 PRFCFG1,根据当前选择的
计量通道计算。
电能参数输出:
Active Energy Register (EnergyP)
Bit23 22 21
Read: Write: Reset:
Reactive Energy Register(EnergyQ)
Bit23 22 21
Read: Write: Reset:
Active Energy Register (EnergyP 0x0DH)
Address 0DH
20 3
EP23 EP22 EP21 EP20…EP3 EP2 EP1 EP0
X X X X X X X
0 0 0 0 0 0 0
2 1 Bit0
Reactive Energy Register (EnergyQ 0x0EH)
Address
EQ23 EQ22 EQ21 EQ20…EQ3 EQ2 EQ1 EQ0
X X X X X X X
0 0 0 0 0 0 0
0EH
20 3
2 1 Bit0
Apparent Energy Register (EnergyS 0x0FH)
Apparent Energy Register(EnergyS)
Bit23 22 21
Read: Write: Reset:
ES23 ES22 ES21 ES20…ES3 ES2 ES1 ES0
X X X X X X X
0 0 0 0 0 0 0
Address 0FH
20 3
2 1 Bit0
电能参数是无符号数,EnergyP/EnergyQ/EnergyS 的寄存器值分别代表 PF/QF/SF 脉冲的累加个数。寄存
器最小单位代表的能量为 1/EC kWh。其中 EC 为电表常数。
能量寄存器默认读后不清零,也可修改 EnergyClr=1,使能量寄存器读后清零。 例:脉冲常数为3200imp/kWh,寄存器读数为0x001000(4096)时,其代表的能量为
E=4096/3200=1.28 kWh
I1 Angle Register (I1Angle 0x12H)
I1 Angle Register (I1Angle)
Bit23 22 21
Read: Write: Reset:
I1Angle 23 I1Angle 22 I1Angle 21 I1Angle 20…I1Angle 3 I1Angle 2 I1Angle 1 I1Angle0
X X X X X X X
0 0 0 0 0 0 0
Address
12H
20 3
2 1 Bit0
电流通道 1 与电压通道之间的角度寄存器。 I1Angle 24 位寄存器,其中 bit20bit23 为符号位,bit0bit19 为数据。
如果 I1Angle 读的值为正数(bit20=0),实际对应角度为:I1Angle*180/2^20 如果 I1Angle 读的值为负数(bit20=1),实际对应角度为: -(0x1000000-I1Angle)*180/2^20
TempData Register (TempData)
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Address
14H
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ATT7059AU 用户手册(210-SD-132)
Bit7 6 5 4 3 2 1 Bit0
Read: Write: Reset:
温度寄存器,计算公式见 5.4.5
BackupData Register (BCKREG)
Read: Write: Reset:
Backup Data 寄存器是保存上一次 SPI 通讯传输的数据,共 3 个字节,分别代表 SPI 通讯读取数据或者写入 的上一次数据的高,中,低字节。
ComChecksum Register (Ccheck)
Read: Write: Reset:
TempData7 TempData6 TempData5 TempData4 TempData3 TempData2 TempData1 TempData0
X X X X X X X X
0 0 0 0 0 0 0 0
Address 16H
Bit23 22 21 20…3 2 1 Bit0
BCKData23 BCKData22 BCKData21 BCKData20…..BCKData3 BCKData2 BCKData1 BCKData0
X X X X X X X
0 0 0 0 0 0 0
Address 17H
Bit15 14 13 12…3 2 1 Bit0
Ccheck 15 Ccheck 22 Ccheck 21 Ccheck 12….. Ccheck 3 Ccheck 2 Ccheck 1 Ccheck 0
X X X X X X X
0 0 0 0 0 0 0
Bit23 22 21 20 19 18 17 Bit16
Read: Write: Reset:
Ccheck 23 Ccheck 22 Ccheck 21 Ccheck 20 Ccheck 19 Ccheck 18 Ccheck 17 Ccheck 16
X X X X X X X X
0 0 0 0 0 0 0 0
通讯校验和寄存器:每次 SPI 通讯的命令和数据都被累加放入 ComChecksum 寄存器的低两个字节。 ComChecksum 的高 8 位 bit16….bit23 会保存 SPI 通讯的上一次的命令。 SPI 通讯中的数据为单字节长度的加法。
SUMChecksum Register (Scheck 18H)
SumChecksum Register (Scheck)
Bit23 22 21 20…3 2 1 Bit0
Read: Write: Reset:
Scheck23 Scheck22 Scheck21 Scheck20….. Scheck3 Scheck2 Scheck1 Scheck0
X X X X X X X
0 0 0 0 0 0 0
Address
18H
参数和校验寄存器为所有校表参数寄存器的和,40H---6EH,其中 46H---4FH 没有分配寄存器,则不计算 之内。Default 值为 0x010159 对所有的校验寄存器采用三字节的无符号数加法,两/单字节寄存器高位补 0
EMU Status Register(EMUSR 19H)
EMU Status Register (EMUSR)
3 2 1 Bit0
Address 19H
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Read: Write: Reset:
REVP:反向有功功率指示标识信号,当检测到负有功功率时,该信号为 1。当再次检测到
REVQ:反向无功功率指示标识信号,当检测到负无功功率时,该信号为 1。当再次检测到
NoPLd:当发生潜动时,NoPLd 被置为 1;当处于启动时 NoPLd 清为 0。 NoQLd:当发生潜动时,NoQLd 被置为 1;当处于启动时 NoQLd 清为 0。

6.3. 校表参数寄存器列表

地址
(ECADR)
30H EMUIE 00 1(15bit) EMU 中断使能寄存器 31H EMUIF 00 1(16bit) EMU 中断标志寄存器 32H WPREG 00 1(8bit) 写保护寄存器 33H SRSTREG 00 1(8bit) 软件复位寄存器 34H PWMPeriodDR 0000 2(16bit) PWM 周期数据寄存器 35H PWMDutyDR 0000 2(16bit) PWM 占空比数据寄存器
40H EMUCFG 0010 2(15bit) EMU 配置寄存器 41H FreqCFG 0088 2(9bit) 时钟/更新频率配置寄存器 42H ModuleEn 007E 2(14bit) EMU 模块使能寄存器 43H ANAEN 3B 1(7bit) 模拟模块使能寄存器 44H STATUSCFG 0000 2(11bit) STATUS 输出配置寄存器 45H IOCFG 0024 2(10bit) IO 输出配置寄存器
50H GP1 0000 2(16bit) 通道 1 的有功功率校正 51H GQ1 0000 2(16bit) 通道 1 的无功功率校正 52H GS1 0000 2(16bit) 通道 1 的视在功率校正 53H Phase1 00 1(8bit) 通道 1 的相位校正(移采样点方式) 58H QPhsCal FF00 2(16bit) 无功相位补偿 59H ADCCON 0000 2(12bit) ADC 通道增益选择
5AH AllGain 0000 2(16bit) 2 个 ADC 通道整体增益寄存器,主要针对 Vref
5CH I1Off 0000 2(16bit) 电流通道 1 的偏置校正
5EH UOff 0000 2(16bit) 电压通道的偏置校正 5FH PQStart 0040 2(16bit) 起动功率设置 60H RMSStart 0040 2(16bit) 有效值启动值设置寄存器
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NoQLd NoPLd REVQ REVP X X X X 0 0 0 0
正有功功率时,该信号为 0。在 PF 发脉冲时更新该值。
正无功功率时,该信号为 0。在 QF 发脉冲时更新该值。
校表参数寄存器列表:(Read/Write)
名称
复位值 字节长
功能描述
变化引起的 ADC 满量程变化
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61H HFConst 0040 2(15bit) 输出脉冲频率设置 64H UCONST 0000 2(16bit) 失压情况下参与计量的电压,断相仿窃电 65H
P1OFFSET
00 1(8bit) 通道 1 有功功率偏执校正参数,为 8bit 补码
67H
Q1OFFSET
00 1(8bit) 通道 1 无功功率偏执校正参数,为 8bit 补码
69H I1RMSOFFSET 00 1(8bit) 通道 1 有效值补偿寄存器,为 8bit 无符号数
6BH URMSOFFSET 00 1(8bit) 电压通道(通道 3)有效值补偿寄存器,为 8bit
无符号数 6CH ZCrossCurrent 0004 2(16bit) 电流过零阈值设置寄存器 6DH GPhs1 0000 2(16bit) 通道 1 的相位校正(PQ 方式)
6FH PFCnt 0000 2(16bit) 快速有功脉冲计数 70H QFCnt 0000 2(16bit) 快速无功脉冲计数 71H SFCnt 0000 2(16bit) 快速视在脉冲计数

6.4. 校表参数寄存器说明

6.4.1. EMUIE
EMU Interrupt Enable Register (EMUIE)
Bit7 6 5 4 3 2 1 Bit0
Read: Write: Reset:
中断使能寄存器
EMU Interrupt Enable Register (EMUIE,30H)
Address 30H
PFIE QFIE SFIE SPLIE ZXIE
0 0 0 0 0 0 0 0
SPIWrongI
E
Bit15 14 13 12 11 10 9 Bit8
Read: Write: Reset:
0 0 0 0 0 0 0 0
CZCROS1_
IE
TPS_VDCI
N_IE
PRms
UpdatesIE
PEOFIE QEOFIE SEOFIE
只有使能相应的中断位,0x31H 的中断标志才会通过 IRQ 引脚输出,相应位置 1,使能中断,需要在 EMUIF 中清掉相应中断标志。 不管 EMUIE 有没有使能,EMUIF 在相应的事件发生后都会被置 1。
SPIWrongIE
:电压过零中断使能,支持正向、负向和双向过零中断
ZXIE SPLIE
:视在脉冲输出中断使能
SFIE
:无功脉冲输出中断使能
QFIE
:有功脉冲输出中断使能
PFIE
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SPI 通讯错误中断使能。
:波形寄存器的更新中断使能
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SEOFIE:视在电能溢出中断使能 QEOFIE PEOFIE PRmsUpdatesIE TPS_VDCIN_IE: CZCROS1_IE
:无功电能溢出中断使能
:有功电能输出中断使能
:功率寄存器,有效值寄存器更新中断使能
TPS 数据转换完成中断使能
电流通道 1 正向过零中断使能
6.4.2. EMUIF
中断标志寄存器
EMU Interrupt Flag Register (EMUIF, 31H)
EMU Interrupt Flag Register (EMUIF)
Bit7 6 5 4 3 2 1 Bit0
Read: Write: Reset:
PFIF QFIF SFIF SPLIF ZXIF
0 0 0 0 0 0 0 0
Address 31H
SPIWrongI
F
Bit15 14 13 12 11 10 9 Bit8
Read: Write: Reset:
RSTIF
1 0 0 0 0 0 0 0
CZCRO
S1_IF
TPS_VDCI N_IF
PRms
UpdatesIF
PEOFIF QEOFIF SEOFIF
中断标志由硬件置 1,通过 IRQ Pin 输出,不管 EMUIE 是否使能,相应事件发生后都会置位。 该寄存器读后清 0。
SPIWrongIF
:电压过零中断标志
ZXIF SPLIF
:视在脉冲输出中断标志
SFIF
:无功脉冲输出中断标志
QFIF
:有功脉冲输出中断标志
PFIF SEOFIF QEOFIF PEOFIF PRmsUpdatesIF TPS_VDCIN_IF:
SPI 通讯错误中断标志信号。
:波形寄存器的更新信号
:视在电能溢出标志
:无功电能溢出标志
:有功电能输出标志
:功率寄存器,有效值寄存器更新标志。
TPS 数据转换完成中断标志。
CZCROS1_IF
电流通道 1 正向过零中断标志
RSTIF
:复位标志,不可被屏蔽,对于 PORBORLBOR,外部复位引脚,Sleep 唤醒复位,都会引起
RSTIF 置 1,并通过 IRQ 引脚输出用户配置的指定电平。
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6.4.3.

写保护配置寄存器

Written-protect Register(WPREG 0x32)
Written protect Register (WPCFG)
Bit7 6 5 4 3 2 1 Bit0
Read: Write: Reset:
WPCFG
7
0 0 0 0 0 0 0 0
*
WPCFG
6
Address 32H
WPCFG5 WPCFG4 WPCFG3 WPCFG2 WPCFG
1
WPCFG0
WPCFG = 0xA6:表示写保护打开,只能操作 50H 到 71H 的校表参数寄存器,不可操作 40H 到 45H 的校 表参数寄存器。 WPCFG = 0xBC:表示写保护打开,只能操作 40H 到 45H 的校表参数寄存器,不可操作 50H 到 71H 的校 表参数寄存器。 WPCFG = 其他值:表示写保护关闭,对校表参数寄存器操作无效
写保护打开后,只要不改变 WPCFG 寄存器的值,那么写保护打开就一直有效。
6.4.4.

软件复位寄存器

Soft-reset Register(SRSTREG 0x33)
Soft reset Register (SRSTREG)
Bit7 6 5 4 3 2 1 Bit0
Read: Write: Reset:
SRST7
*
SRST 6 SRST 5 SRST 4 SRST 3 SRST 2 SRST 1 SRST 0
0 0 0 0 0 0 0 0
Address 33H
SRSTREG 寄存器如果写入 0x55 会导致芯片发生复位,复位后该寄存器清 0。

6.4.5. EMUCFG

EMUCFG
Bit7 6 5 4 3 2 1 Bit0
Read: Write: Reset:
Zxd1 Zxd0 Adci_ctrl1 Adci_ctrl0
0 0 0 1 0 0 0 0
Address 40H
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ATT7059AU 用户手册(210-SD-132)
Bit15 14 13 12 11 10 9 Bit8
Read: Write: Reset:
Adci_ctr
Adci_ctrl 控制 ADC 的偏置电流,以降低 ADC 功耗: Adci_ctrl1 Adci_ctrl0 ADC 偏执电流 0 0 正常功耗 0 1 3/4 功耗(default) 1 0 3/4 功耗 1 1 1/2 功耗
注:不建议客户修改此值。
电压过零
ZXD1 ZXD0 description 0 0 正向过 0 中断(default) 0 1 负向过 0 中断 1 x 双向过 0 中断
EnergyClr QMOD1 QMOD0 PMOD1 PMOD0 STRSEL
0 0 0 0 0 0 0 0
ZXD:
STRSEL STRSEL
=0 选择使用 PQStart 作为潜动,启动的判断
=1 选择使用 RMSStart 做为潜动,启动的判断
PMOD[1:0]
有功能量寄存器 Energy_P 的有功能量累加方式选择
PMOD1 PMOD0
0 0 Pm=DataP
0 1 DataP≧0,Pm=DataP;
1 0 Pm=|DataP|
1 1 Pm=DataP
QMOD[1:0]:无功能量累加方式选择
QMOD1 QMOD0
0 0 Qm=DataQ
0 1 DataQ≧0,Qm=DataQ;
累加功率 Pm
(代数和方式)
DataP<0,Pm=0
(只记正向)
(绝对值方式)
(代数和方式)
累加功率 Qm
(代数和方式)
DataQ<0,Qm=0
(只记正向)
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1 0 Qm=|DataQ|
1 1 Qm=DataQ
能量计算模式:仅正向计量、绝对值计量、代数和计量等。 相关高频寄存器 PFCNT 和 PF 输出对应于所选的累加方式。
EnergyClr EnergyClr
=1 能量寄存器读后清 0
=0 能量寄存器读后不清 0

6.4.6. FreqCFG

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(绝对值方式)
(代数和方式)
Frequency Configure Register (FreqCFG)
Bit7 6 5 4 3 2 1 Bit0
*
Read: Write: Reset:
CFP0
PRFCFG1 PRFCFG0
1 0 0 0 1 0 0 0
Address 41H
Emuclk_ctrl1 Emuclk_ctrl0 SPL2 SPL1 SPL0
Bit15 14 13 12 11 10 9 Bit8
Read: Write: Reset:
*
0 0 0 0 0 0 0 0
CFP1
SPL[2:0]
波形采样中断频率选择,当 fosc=5.5M,femu=900KHz 时,选择的频率如下:
wave sample frequency select register
SPL2 SPL1 SPL0 波形采样频率
0 0 0 0.9k Hz (femu/1024)
0 0 1 1.8k Hz (femu/512)
0 1 0 3.6k Hz (femu/256)
0 1 1 7.2k Hz (femu/128)
1 x x 14.4k Hz (femu/64)
femu=1.8MHz 450K 时,选择的波形采样频率与上表相比等比例调整即可。
EMUClk_ctrl:
1)系统时钟来自外部高频晶体, 时钟为5.5M 2)用户根据需要选择内部分频,EMU的工作频率为1.8M/0.9M/0.45M
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3)ADC时钟由fadc提供,fadc=femu
Fosc Emuclk_ctrl1 Emuclk_ctrl0 Femu Fadc(Femu=Fadc)
5.5296M 0 0 1.8M 1.8M
5.5296M 0 1 900K 900K
5.5296M 1 x 450K 450K
有效值,功率更新频率选择:
PRFCFG1 PRFCFG0 功率有效值更新频率 0 0 Femu/64/2/512(900k= >14Hz)
0 1 Femu/64/4/512 1 0 Femu/64/8/512 1 1 Femu/64/16/512
CFP[1:0]
脉宽选择寄存器,即脉冲输出的 t4 参数,见 PF/QF/SF 时序特性。
如果 femu=1.8MHz,那么:
CFP[1:0] 00 01 10 11 t4 90ms 90/2=45ms 90/4=22.5ms 90/8=11.25ms
如果 femu=900KHz,那么: CFP[1:0] 00 01(默认值) 10 11 t4 180ms 180/2=90ms 180/4=45ms 180/8=22.5ms
如果 femu=450KHz,那么:
CFP[1:0] 00 01 10 11 t4 360ms 360/2=180ms 360/4=90ms 360/8=45ms
Default
900k= >1.7Hz

6.4.7. ModuleEn

ModuleEn
Bit7 6 5 4 3 2 1 Bit0
Read: Write: Reset:
*
I1AngleEn SRun QRun PRun HPFONU HPFONI1
0 1 1 1 1 1 1 0
Address 42H
Bit15 14 13 12 11 10 9 Bit8
Read: Write: Reset:
0 0 0 0 0 0 0 0
AUTO
Rosi_i1_en
HPFONI1/U
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HPFON=0:关闭数字高通滤波器 HPFON=1:开启数字高通滤波器
PRun
PRun=0:停止计量; PRun=1:允许计量
QRun
QRun=0:停止计量; QRun=1:允许计量
SRun
SRun=0:停止计量; SRun=1:允许计量 注:PRun 、QRun、SRun 控制用户当前所选择的计量通道。
I1AngleEn Rosi_i1_en
AUTO=1
关闭做 Offset 校正。 注:不推荐用户使用自动偏执校正,直流表除外。
有功能量累加使能
无功能量累加使能
视在能量累加使能
=1 选择打开 U 和电流通道 1 的角度测量,=0 关闭
=1 选择使能电流通道 1 的罗氏线圈功能,=0 关闭
:表示使能直流偏置校正,校正结束时自动清为 0。应用时要保证在输入短接的情况下,将高通

6.4.8. ANAEN

Analog Enable Register (ANAEN)
Bit7 6 5 4 3 2 1 Bit0
Read: Write: Reset:
0 0 1 1 1 0 1 1
Address 43H
BOREN
TPS_VDCI
N_EN
Adc_i1on Adc_uon
Adc_Uon:电压通道 U ADC 开关信号 =1,打开电压通道 ADC; =0,关闭电压通道 ADC;
Adc_i1on
电流通道 I1 ADC 开关信号 =1,打开电流通道一的 ADC; =0,关闭电流通道一的 ADC;
TPS_VDCIN_EN TPS_VDCIN_EN BOREN BOREN
:=1 BOR 模块使能信号 :=0 BOR 模块关闭信号
:=1 打开 TPS 模块,VDCIN ADC 转换 :=0 关闭 TPS 模块,VDCIN ADC 转换
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6.4.9. IO
IO Configuration Register (IOCFG)
Read: Write: Reset:
输出配置寄存器
Bit7 6 5 4 3 2 1 Bit0
POS IRQCFG
0 0 1 0 0 1 0 0
Address 45H
CF3CF
G1
CF3CF
G0
CF2CF
G1
CF2CF
G0
CF1CF
G1
CF1CFG0
Bit15 14 13 12 11 10 9 Bit8
Read: Write: Reset:
0 0 0 0 0 0 0 0
ZCrossPos
CF1CFG1 CF1CFG 0 CF1 0 0 P 0 1 Q 1 X S
CF2CFG 1 CF2CFG 0 CF2 0 0 P 0 1 Q 1 x S
CF3CFG 1 CF3CFG 0 CF3 0 0 P 0 1 Q 1 x S
寄存器的默认值为 CF1 PCF2 QCF3 S
IRQCFG
: IRQCFG IRQ PIN 0 低电平有效(default 1 高电平有效 POS
POS=0:表示 PF/QF/SF 为高电平有效。 POS=1:表示 PF/QF/SF 为低电平有效。
ZCrossPos
过零方波的输出方式选择,为 0 则电压/电流为正时输出高电平。为 1 则电压/电流为正时输出
低电平
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6.4.10.
通道1有功功率校正(
GP1)
Active Power Gain 1 Register(GP1 0x50)
Active Power Gain 1 Register (GP1)
Bit15 14 13
Read: Write: Reset:
GP1_15 GP1_14 GP1_13 GP1_12…GP1_3 GP1_2 GP1_1 GP1_0
0 0 0 0 0 0 0
Address 50H
12 3
16 位有符号数,最高位为符号位。 功率因数为 1 的情况下,用户在校表过程中测得的误差为:Err Pgain = -Err /(1+Err) 如果 Pgain 为正数,则 GP1 的写入值为: Pgain *32768 如果 Pgain 为负数,则 GP1 的写入值为:65536- Pgain *32768
6.4.11.
通道1无功功率校正(
GQ1)
Reactive Power Gain 1 Register(GQ1 0x51)
Reactive Power Gain 1 Register (GQ1)
Bit15 14 13
Read: Write: Reset:
GQ1_15 GQ1_14 GQ1_13 GQ1_12…GQ1_3 GQ1_2 GQ1_1 GQ1_0
0 0 0 0 0 0 0
Address 51H
12 3
2 1 Bit0
2 1 Bit0
16 位有符号数,最高位为符号位。 用户校表过程中,一般 GQ1 写入值与 GP1 计算后的写入值相同。
6.4.12.
通道1视在功率校正(
GS1)
Apparent Power Gain 1 Register(GS1 0x52)
Apparent Power Gain 1 Register (GS1)
Bit15 14 13
Read: Write: Reset:
GS1_15 GS1_14 GS1_13 GS1_12…GS1_3 GS1_2 GS1_1 GS1_0
0 0 0 0 0 0 0
Address
52H
12 3
2 1 Bit0
16 位有符号数,最高位为符号位。 用户校表过程中,GS1 写入值与 GP1 计算后的写入值相同。
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6.4.13.
通道1相位校正(
Phase1)
Phase Calibration 1 Register(Phase1 0x53)
Phase Calibration 1 Register (Phase1)
Bit7 6 5 4 3 2 1 Bit0
Read: Write: Reset:
Phase 1_7 Phase 1_6 Phase 1_5 Phase1_4 Phase 1_3 Phase1_2 Phase 1_1 Phase 1_0
0 0 0 0 0 0 0 0
Address 53H
相位校正采用移采样点方式。 寄存器都是二进制补码格式,最高位为符号位。 用户在通道 1 的校表过程中将功率 P 的阻性误差校正到接近 0%,此时切换输入为 0.5L,观察这个时候的 误差为 Err 根据公式计算 Phase1 的写入值 (针对 femu=900kHz,输入信号频率 50Hz;其余情况参见推荐校表过程) 如果 Err 为正数:Phase1 = Err*180 /(1.732*π*0.02) 如果 Err 为负数:Phase1 = 256 + Err*180 /(1.732*π*0.02) 注:如果用户使用 6MHz 外部晶振,上诉公式需要将 1.732 改为 1.732*6M/5.5296M。
6.4.14.
无功相位校正(
QPhsCal)
Reactive Power Phase Calibration Register(QPhsCal 0x58H)
Reactive Power Phase Calibration Register (QPhsCal)
Bit15 14 13 12…3 2 1 Bit0
Read: Write: Reset:
QPC15 QPC14 QPC13 QPC12….QPC3 QPC2 QPC1 QPC0
1 1 1 0 0 0 0
Address 58H
无功相位补偿寄存器也采用二进制补码形式,最高位为符号位。
该寄存器默认值 FF00H。
注:默认值对应于 femu=900K 时的情况,不需要再校正;EM 为其他频率时需要按照下面的公式进行校正: 在 30 度时进行校正,功率 Q 的误差值为:Err QPhasCal 的计算公式为: 如果 Err 为正数:Err*32768*1.732 如果 Err 为负数:65536+ Err*32768*1.732 注:如果用户使用 6MHz 外部晶振,上诉公式需要将 1.732 改为 1.732*6M/5.5296M。
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6.4.15. ADC
通道增益
ADC Channel Gain Register(ADCCON 0x59)
ADC Channel Gain Register (ADCCON)
Bit7 6 5 4 3 2 1 Bit0
Read: Write: Reset:
DGU1 DGU0 PGA1 PGA0 UPGA1 UPGA0
0 0 0 0 0 0 0 0
Address 59H
Bit15 14 13 12 11 10 9 Bit8
Read: Write: Reset:
0 0 0 0 0 0 0 0
DGI1 DGI0
模拟通道增益
PGA1 PGA0 I1Gain UPGA1 UPGA0 UGAIN
0 0 PGA=1 0 0 PGA=1
0 1 PGA=2 0 1 PGA=2
1 0 PGA=8 1 0 PGA=8
1 1 PGA=16 1 1 PGA=16
注:这里的 I1GainIUGain 分别指的是 ADC 模拟部分的电流通道 1 增益,电压通道增益。
数字增益是通过移位放大 ADC 后的数字信号来实现的,放大倍率为 1/2/4/8。数字增益可以用于小信号加 倍,有效值也随之一起加倍。
DGU[1:0]:
DGU 1 DGU 0 电压数字增益
0 0 DG=1
0 1 DG=2
1 0 DG=4
1 1 DG=8
DGI[3:0]
DGI1 DGI0 电流通道 1
字增益
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0 0 DG=1
0 1 DG=2
1 0 DG=4
1 1 DG=8
6.4.16.

全通道增益寄存器

All Channel Gain Register(AllGain 0x5A)
All Channel Gain Register(AllGain)
Bit15 14 13 12…3 2 1 Bit0
Read: Write: Reset:
*
AllGain15 AllGain14 AllGain13 AllGain12…AllGain3 AllGain2 AllGain 1 AllGain 0
0 0 0 0 0 0 0
Address 5AH
对两路 ADC 增加一个整体的增益校正,主要针对 VREF 的变化引起 ADC 的满量程发生变化的情况。 这个寄存器为有符号数据。16 位寄存器。
6.4.17.

通道直流偏置校正寄存器

Current 1 Offset Register(I1Off 0x5CH)
Current 1 Offset Register (I1Off)
Bit18 17 16
Read: Write: Reset:
I1OS18 I1OS17 I1OS16 I1OS15…I1OS3 I1OS2 I1OS1 I1OS0
0 0 0 0 0 0 0
Address
5CH
15 3
2 1 Bit0
在高通关闭的情况下使用,当输入通道信号为 0 的时候,使用 AUTODC 自动计算得到 I1OffI2Off,UOff 寄存器的值,用户得到后将这些寄存器的值储存起来,以后在使用过程中不用再使用 AUTODC 功能,只 需要在关闭高通的情况下将之前存储的 I1OffI2OffUOff 的值重新写入这 3 个寄存器。

6.4.18. Voltage Offset Register

Voltage Offset Register (UOff)
Bit18 17 16
Read: Write: Reset:
UOS18 UOS17 UOS16 UOS15…UOS3 UOS2 UOS1 UOS0
0 0 0 0 0 0 0
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Address 5EH
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15 3
2 1 Bit0
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其最小单位与 ADC 输出的 16 位数据的最小单位一致。通道直流偏置校正只在高通环节关闭后使用。 I1 /U 必需一起关高通,否则会引入相位误差。
6.4.19.

潜动与启动

Start Power Threshold Setup Register(PQStart 0x5FH)
Start Power Threshold Setup Register (PQS tart)
Bit15 14 13
Read: Write: Reset:
PQS15 PQS 14 PQS 13 PQS 12…PQS 7 PQ S 6 PQS 5…PQS 2 PQS 1 PQS 0
0 0 0 0 1 0 0 0
Address 5FH
12 7
6
52
1 Bit0
PQStart16 位无符号数,做比较时,将其作为低 16 位与P/Q (PowerP 0x0AH / PowerQ 0x0BH,均为
24bit有符号数)的绝对值进行比较,以作起动判断。
|P|小于 PQStart 时,PF 不输出脉冲。
|Q|小于 PQStart 时,QF 不输出脉冲。 (|P|/|Q|同时都小于 PQStart)时,SF 不输出脉冲。 应用方式:
1,校表结束后,输入 IbUn
2,读出 PowerP 的值为 24bir 补码 x1,取其原码值为 x2
3,设写入 PQStart 的值为 Y,假如要求 0.4%Ib 电表能够启动,则:
Y = x 2 *0.2 %
6.4.20.

有效值潜动与启动寄存器

Start RMS Threshold Setup Register(RMSStart 60H)
Start RMS Threshold Setup Register (RMSStart)
Bit15 14 13
Read: Write: Reset:
RMSS15
RMSS14 RMSS
0 0 0 0 1 0 0 0
Address
13
60H
12 7
RMSS
12…RMSS 7
6
RMSS 6
52
RMSS 5…RMSS
2
1 Bit0
RMSS 1 RMSS 0
RMSStart16 位无符号数,做比较时,将其作为低 16 位与I1/I2 (RMSI1 0x06H / RMSI2 0x07H,均为
23bit无符号数,最高位恒为 0)的绝对值进行比较,以作起动判断。
电流通道 1 对应 EMUSR 的 NoPld,电流通道 2 对应 EMUSR 的 NoQld,如果用户选择参与计量的 I 小于 启动电流有效值 RMSStart,则相应的标志位置 1,且系统处于潜动状态。 采用哪一路电流和 RMSStart 寄存器比较,由用户选择的参加计量的当前电流通道决定。 计算公式同 PQStart。
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6.4.21.

脉冲频率

High Frequency Impulse Const Register(HFConst 0x61)
High Frequency Impulse Const Register (HFConst)
Bit15 14 13
Read: Write: Reset:
0
X
HFC14 HFC13 HFC12…HFC7 HFC6 HFC5….HFC2 HFC1 HFC0
0 0 0 0 1 0 0 0
Address 61H
12 7
6…3 2 1 Bit0
HFConst 是 15 位无符号数,做比较时,将其作为低 15 位与快速脉冲计数寄存器 0x6FH~0x71H 寄存器 值的绝对值做比较,如果大于等于 HFConst 的值,那么就会有对应的 PF/QF/SF 脉冲输出。 HFConst 的默认值是 0x0040。

6.4.22. UCONST

UCONST
Bit15 14 13 12…..3 2 1 Bit0
Read:
Write:
Reset:
UCONST15 UCONST14 UCONST13
0 0 0 0
Address 64H
UCONST3
UCONST12
UCONST2 UCONST1 UCONST0
0
0 0
失压情况下用此寄存器替代RMSU参与计量的电压寄存器16位,采用二进制无符号数形式。
UCONST寄存器与RMSU寄存器的换算关系如下:
Uconst = RMSU/128 校表时写入。
6.4.23. Active Power offset 1
Power offset 1 (P1OFFSET)
Bit7 6 5 4 3 2 1 Bit0
Read: Write: Reset:
P1OFFSET7 P1OFFSET6 P1OFFSET5 P1OFFSET4 P1OFFSET3 P1OFFSET2 P1OFFSET1 P1OFFSET
0 0 0 0 0 0 0 0
小信号有功功率校正
Address 65H
0
有功功率通道1校正寄存器采用二进制补码形式
P1OFFSET24位寄存器PowerP1的低8位对齐。
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6.4.24. Reactive Power offset 1
Reactive Power offset 1 (Q1OFFSET)
Bit7 6 5 4 3 2 1 Bit0
Read: Write: Reset:
Q1OFFSET7 Q1OFFSET6 Q1OFFSET5 Q1OFFSET4 Q1OFFSET3 Q1OFFSET2 Q1OFFSET1 Q1OFFSET
0 0 0 0 0 0 0 0
小信号无功功率校正
Address 67H
无功功率通道1校正寄存器采用二进制补码形式
Q1OFFSET24位寄存器PowerQ1的低8位对齐。

6.4.25. I1RMS offset

(I1RMSOFFSET)
Bit7 6 5 4 3 2 1 Bit0
Read: Write: Reset:
I1RMSOFF
SET7
0 0 0 0 0 0 0 0
I1RMSOFF
SET6
Address 69H
I1RMSOFF
SET5
I1RMSOFF
SET4
I1RMSOFF
SET3
I1RMSOFF
SET2
I1RMSOFF
SET1
I1RMSOFF
SET0
0
电流通道1有效值校正寄存器采用二进制无符号数形式。
计算公式为:
当输入信号为0的时候,读取I1RMS的多次平均值后,乘上0.5,然后按照下面的公式计算。(因为噪声电
流跳动大,为避免开根号出现负数的错误,需要乘上0.5的系数)
I1RMSOFFSET = (I1RMS^2)/ (2^15)

6.4.26. URMS offset

(URMSOFFSET)
Bit7 6 5 4 3 2 1 Bit0
Read: Write: Reset:
URMSOFF
SET7
0 0 0 0 0 0 0 0
URMSOFF
SET6
Address 6BH
URMSOFF
SET5
URMSOFF
SET4
URMSOFF
SET3
URMSOFF
SET2
URMSOFF
SET1
URMSOFF
SET0
电压通道有效值校正寄存器采用二进制无符号数形式
当输入信号为0的时候,读取URMS寄存器的值,
URMSOFFSET = (URMS^2)/ (2^15)
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注:一般不需检验。
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6.4.27. ZCrossCurrent
电流过零域值设定
ZeroCross current configuration Register(ZCrossCurrent 0x6F)
ZeroCross current Configuration Register
Bit15 14 13
Read: Write: Reset:
ZcrosC
15
ZcrosC
0 0 0 0 0 1 0 0
Address 6CH
ZcrosC
14
13
12 7 ZcrosC
12…ZcrosC 8
6…3 2 1 Bit0
ZcrosC
7…ZcrosC 3
ZcrosC 2 ZcrosC 1 ZcrosC0
电流有效值与 ZCrossCurrent 相比较。ZCrossCurrent 对应 IRMS 的低 16 Bit15…bit0
过零电流域值设置寄存器,当电流有效值小于用户设定的电流过零域值设置寄存器的时候,则不输出
电流过零信号,内部输出恒为 0。同时相应通道的角度寄存器输出为 0,不进行角度计算。
6.4.28.
Phase Calibration 1 Register (GPhs1)
Read: Write: Reset:

Phase Calibration gain 1 Register(GPhs1 0x6D)

Address 6DH
Bit15 14 13
GPS1_15 GPS1_14 GPS1_13 GPS1_12…GPS1_3 GPS1_2 GPS1_1 GPS1_0
0 0 0 0 0 0 0
12 3
2 1 Bit0
PQ 方式校相位,与 Phase1 的功能相同,只是相位校正的方法不同,可选择其中的一种方式。
注:推荐一般用户选用 PQ 方式。
计算公式如下: 用户在信号输入为阻性的时候通过 PGain 寄存器将输出误差校正到 0 附近 将信号输入调整为 0.5L,此时观察误差为 Err
如果 Err 为负数: Gphs1 = -Err*32768/1.732 如果 Err 为正数: Gphs1 = 65536 – Err*32768/1.732 注:如果用户使用 6MHz 外部晶振,上诉公式需要将 1.732 改为 1.732*6M/5.5296M。
6.4.29.

快速脉冲计数器

Active Energy Counter Register(PFCNT 0x6F)
Active Energy Counter Register (PFCNT)
Bit15 14 13
Address 6FH
12 3
2 1 Bit0
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Read: Write: Reset:
Reactive Energy Counter Register (QFCNT)
Read: Write: Reset:
Apparent Energy Counter Register (SFCNT)
Read: Write: Reset:
PFC15 PFC14 PFC13 PFC12…PFC3 PFC2 PFC1 PFC0
0 0 0 0 0 0 0
Bit15 14 13
QFC15 QFC14 QFC13 QFC12…QFC3 QFC2 QFC1 QFC0
0 0 0 0 0 0 0
Bit15 14 13
SFC15 SFC14 SFC13 SFC12…SFC3 SFC2 SFC1 SFC0
0 0 0 0 0 0 0
Reactive Energy Counter Register(QFCNT 0x70)
Address 70H
12 3
2 1 Bit0
Apparent Energy Counter Register(SFCNT 0x71)
Address 71H
12 3
2 1 Bit0
为了防止上下电时丢失电能,掉电时 MCU 将寄存器 PFCnt/QFCnt/SFCnt 值读回并进行保存,然后在
下次上电时 MCU 将这些值重新写入到 PFCnt/QFCnt/SFCnt 中去。
当快速脉冲计数寄存器 PFCnt/QFCnt/SFCnt 计数的值大于等于 HFconst 时,相应的 PF/QF/SF 会有脉冲
溢出,能量寄存器 0x0DH~0x0FH 寄存器的值会相应的加 1

6.5. 推荐校表过程

1. 高频脉冲常数设置(同一批表只需同样的 HFCONST) 通过 HFConst 寄存器将用户样表的误差精度调整到 15%以内。有两种方式计算。 方案一: HFCONST 寄存器的默认值为 0x0040 用户观察电表的初始误差为 Err,则按照下面公式将误差调整到 10 以内: HFCONST = 0x0040 * (1+Err)
举例说明: 电表表常数(EC)设置为 3200,功率因数为 1HFCONST 寄存器为默认值 0x0040,观察标准表上显
示的误差为 52.8%
根据公式:HFCONST = 0x0040 * (1+Err) 计算得到:HFCONST = 0x0040 * (1+52.8%) = 0x0061 使用 MCU 通过 SPI 口将 0x0061 写入 ATT7059AU 的 HFCONST(61H)寄存器: 格式:SPI_Write(寄存器地址,写入数据) 实际:SPI_Write(0x61,0x0061),写入后标准表的显示误差应该在 10%以内
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方案二: femu=900kHz HFConst5.75*Vu*Vi*10^10/(EC*Un*Ib) Vu: 额定电压输入时,电压通道的电压(引脚上电压×放大倍数) Vi: 额定电流输入时,电流通道的电压 (引脚上电压×放大倍数) Un:额定输入的电压 Ib: 额定输入的电流 EC:电表常数 femu 为其他值时,HFConst 按比例变化即可。
举例说明: 电表表常数(EC)设置为 3200,功率因数为 1。
Un(额定电压)为 220VIb(额定电流)为 5AVu(电压通道的电压)为 0.22V Vi(电流通道的电压)为 1.75mV,内部电流通道 16 倍增益,Vi*16 = 28 mV 根据公式:HFConst5.75*Vu*Vi*10^10/(EC*Un*Ib)计算得到 HFConst = 5.75*0.22 *0.028*10^10 / (3200*220*5) = 0x0064
使用 MCU 通过 SPI 口将 0x0064 写入 ATT7059AU 的 HFCONST(61H)寄存器: 格式:SPI_Write(寄存器地址,写入数据) 实际:SPI_Write(0x61,0x0064),写入后标准表的显示误差应该在 10%以内
2. 第一通道有功、无功和视在增益校正 只需要在额定输入、功率因数为 1 时根据有功计算。通常有功、无功和视在增益写入相同的值。 已知: 标准表上读出误差为 err 计算公式:
err
Pgain
=
1
如果 Pgain>=0,则 GP1=INT[Pgain*2 否则 Pgain<0, 则 GP1=INT[2
举例说明:
电表表常数(EC)设置为 3200,功率因数为 1,在经过第一步 HFCONST 调整过后,标准表上读出的
误差显示为 -2.18%
根据公式:Pgain = -(-2.18%) / (1-2.18%) = 0.022 由于 Pgain >=0,则 GP1 = 0.022*2^15 = 0x02DA 使用 MCU 通过 SPI 口将 0x02DA 写入 ATT7059AU 的 GP1(50H), GQ1(51H), GS1(52H)寄存器: 格式:SPI_Write(寄存器地址,写入数据) 实际:SPI_Write(0x50,0x02DA) ;GP1
SPI_Write(0x510x02DA) ;GQ1
SPI_Write(0x520x02DA) ;GS1
写入后标准表的显示误差应该在 0 附近
err
+
16
15
]
+Pgain*215]
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θ
θ
θ
3. 第一通道相位校正 在增益已经校正好之后,进行相位补偿。在功率因素 0.5L 处进行校正。 已知:
0.5L 处标准表误差读数为 err
如果用户使用移采样点的 Phase 寄存器做相位补偿,则补偿公式为:
(1)Err 为正数:Phase1 = Err*180 /(1.732*pi*x) (2)Err 为负数:Phase1 = 256 + Err*180 /(1.732*pi*x)
其中 x femu 和输入信号的频率相关,可按照下表取值。
50Hz 60Hz
1.8M 0.0097 0.0117 900k 0.0195 0.0234
如果用户使用PQ方式的Gphs寄存器做相位补偿,则补偿公式为:
θ
err
=
732.1
如果
否则
注:如果用户使用 6MHz 外部晶振,上诉公式需要将 1.732 改为 1.732*6M/5.5296M。 举例说明: 在经过第一步和第二步的校正之后,标准表上的误差读数在功率因数为 1 的情况下的误差读数为 0 附 近。在功率因数 0.5L 处,读取标准表上的误差读数为 0.56%
方案一: 如果用户想使用移采样点的 Phase53H)寄存器做相位补偿,由于 Err 为正数,Femu 选 择 900K(寄存器默认值)。 根据公式:Phase1 = Err*180 /1.732*pi*x= 0.0056 * 180/ (1.732*3.1415*0.0195) = 9.5 取整为 10,所以需要向 Phase1(53H)中写入 0x0A
使用 MCU 通过 SPI 口将 0x0A 写入 ATT7059AU 的 Phase1(53H)寄存器: 格式:SPI_Write(寄存器地址,写入数据) 实际:SPI_Write(0x53,0x0A) 写入后标准表的显示误差应该在 0 附近。
方案二:如果用户使用 PQ 方式的 Gphs16DH)寄存器做相位补偿,根据补偿公式:
θ
=
0
0<
err
= -0.00323
=GPhs
15
2*
θ
1516
2*2θ+=GPhs
732.1
由于 使用 MCU 通过 SPI 口将 0xFF96 写入 ATT7059AU 的 Gphs1(6DH)寄存器: 格式:SPI_Write(寄存器地址,写入数据) 实际:SPI_Write(0x6D,0xFF96) 写入后标准表的显示误差应该在 0 附近。
0<
,Gphs1 = 2^16 + (-0.00323)*2^15 = 0xFF96
4Poffset校正(小信号有功功率校正)
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在经过步骤12,3之后,用户在Ib = 100%的时候电表误差校正到0附近,观察小信号x%Ib(5%2%
点的电表误差为 Err%
x%Ib点在阻性下读取标准表上输出的有功功率值Preal
应用公式来计算Poffset = Preal*EC*HFCONST*2^23*(-Err%)/ 5.75*10^10
举例说明:
额定电压220V,额定电流(Ib)5A,表常数为3200,快速脉冲寄存器(HFCONST)读取为0x61,电表
Ib = 100%时误差校正在0附近,观察小信号5%点的电表误差为0.5%,从标准表上读取小信号5%点的输
出功率为55.2 (Preal)
根据公式 Poffset = (Preal*EC*HFCONST*2^23*(-Err%))/ (5.75*10^10)计算得到
注:如果femu=1.8MHz,上诉公式计算结果需要除以2,如femu=450KHz,上诉公式计算结果需要乘以2
Poffset = (Preal*EC*HFCONST*2^23*(-Err%))/ (5.75*10^10)
= (55.2*3200* 97*2^23*(-0.5%)) / (5.75*10^10)
= -12.49
由于 Poffset < 0,所以写入寄存器 P1offset 的值为 2^8 + Poffset = 243.51 取个整数 243(0xF3)
使用 MCU 通过 SPI 口将 0xF3 写入 ATT7059AU 的 P1offset(65H)寄存器: 格式:SPI_Write(寄存器地址,写入数据) 实际:SPI_Write(0x65,0xF3) 写入后电表在 5%点的显示误差应该在 0 附近。
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7IRMS增益、URMS增益和两个通道的功率增益转换系数校正
这些参数没有相应的寄存器,需要由用户根据需要自行计算获取。
举例说明:
以电流通道1有效值为例,电流通道1标准台输出5A电流有效值,电流通道1有效值寄存器RMS_I1(06H
的值读取得0x03BA55,如果用户希望在液晶上显示出5A,则需要自行计算两者之间的转换系数如下: K =
5/0x03BA55 = 2.046*10^(-5)
这里的K就是转换系数,之后用户根据读取的RMS_I1的值乘这个K,则得到正确的电流显示值。
详见有效值输出章节和功率参数输出章节。
8TPS校正
无相应的寄存器,需要由用户根据需要自行计算获取。详见TPS章节。

7. EMC 考虑

为了能更好的通过 EMC 相关试验,保证电表的性能,除了常规的布线规则需要遵守外,请注意以下
几点推荐做法。
1对于 ATT7059A,请铺整块地,不要将模拟地和数字地分开。 2对于 VCC A VCC VREF 的去耦电容请就近摆放(特别是 AVC C)。 3在 VCC 和 AV CC 之间串联一个 10 ohm 电阻,可以减少数字和模拟电源间的干扰。 4在结构允许的情况下,变压器和锰铜尽可能拉大距离,避免干扰到小信号精度。
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8. 应用原理图

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注:ATT7059A 与 ATT7053A 相比,只是第二路电流的 ADC 电路去掉即可。
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9. 封装

SSOP24:
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