锐能微电测芯片选型指南
锐能微电测芯片选型指南
V1.1
日期: 2014-4-3
V1.2
日期: 2014-9-10
深圳市锐能微科技有限公司 第 1 页 版本 1.2
锐能微电测芯片选型指南
版本号
V1.0
V1.1
V1.2
修改时间
2014-3-10
2014-4-3
2014-9-10
版本更新说明
修改内容
创建
①增加 3.2 章 RN8207C 产品说明;②增加 2.5 节 RN7302
典型应用。③修订 3.1.5 节典型应用。
表 1-1,修改 RN7211 不支持硬件温补 RTC
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目录
锐能微电测芯片选型指南 ......................................................................................................................................... 1
1. SOC 芯片 RN721X ............................................................................................................................................. 4
1.1 简介 .............................................................................................................................................................. 4
1.2 芯片特性 ...................................................................................................................................................... 5
1.3 系统框图 ...................................................................................................................................................... 7
1.4 管脚排列 ...................................................................................................................................................... 7
1.5 电气特性 .................................................................................................................................................... 12
2. 三相计量芯片 RN7302 ........................................................................................................................................ 15
2.1 简介 ............................................................................................................................................................ 15
2.2 芯片特性 .................................................................................................................................................... 15
2.3 功能框图 .................................................................................................................................................... 16
2.4 管脚排列 .................................................................................................................................................... 17
2.5 典型应用 .................................................................................................................................................... 19
2.6 电气特性 .................................................................................................................................................... 19
3. 单相计量芯片 RN820X ....................................................................................................................................... 22
3.1 RN8209 C/D ................................................................................................................................................ 22
3.1.1 简介 ................................................................................................................................................. 22
3.1.2 芯片特性 ......................................................................................................................................... 22
3.1.3 功能框图 ......................................................................................................................................... 23
3.1.4 管脚排列 ......................................................................................................................................... 24
3.1.5 典型应用 ......................................................................................................................................... 27
3.1.6 电气特性 ......................................................................................................................................... 27
3.2 RN8207 C .................................................................................................................................................... 29
3.2.1 简介 ................................................................................................................................................. 29
3.2.2 芯片特性 ......................................................................................................................................... 29
3.2.3 功能框图 ......................................................................................................................................... 30
3.2.4 管脚排列 ......................................................................................................................................... 31
3.2.5 典型应用 ......................................................................................................................................... 33
3.2.6 电气特性 ......................................................................................................................................... 34
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1. SOC 芯片 RN721X
1.1 简介
RN721X 是一款高集成度、高精度、高可靠性、低功耗电测 SOC 芯片,集成 32 位 ARM Cortex-M0 核、
3 路 Σ-ΔADC、测量计量模块、多路复用 SAR ADC、LCD(RN7213)、定时器和多路 PWM、温度传感器、
硬件温补 RTC、EEPROM、UART/SPI/I2C/7816 通信、GPIO、中断等模块,满足多种类型智能电测仪表的
功能、性能要求。
RN721X 可以实现灵活的单相防窃电能表方案,其宽动态范围能满足锰铜大量程表的设计。
RN721X 适用多种单相参数表、三相电流电压表、直流表等设计。
RN721X 可以和锐能微三相计量芯片 RN7302 组成高性价比套片,满足三相多功能表、复费率表、谐波
表、剩余电流火警探测器等设计。
RN721X 分两个型号:RN7211 LQFP64 小封装,适用 LED 显示表型;RN7213 LQFP100 封装,适用 LCD
显示表型。
电测表 SOC 系列
FLASH
EEPROM
RAM
Σ-ΔADC
SAR ADC
测量
计量
LCD
DMA
定时器
PWM
GPIO
KEY 中断
INT 中断
UART
硬件 SPI
I2C
硬件温补 RTC
温度传感器
7816
模拟比较器
封装
表 1-1 RN7211 和 RN7213 资源对比表
RN7211
128KBytes
32KBytes
16KBytes
3 路
1 路
RN7213
128KBytes
32KBytes
16KBytes
3 路
5 路复用
3 路有效值,2 路有功功率、无
功功率、视在功率、功率因数,
电压线频率;73ms 刷新速率
2 路有功电能、无功电能、视在
电能
3 路有效值,2 路有功功率、无
功功率、视在功率、功率因数等,
电压线频率;73ms 刷新速率
2 路有功电能、无功电能、视在
电能
无
2 个
5 个
4 路
45 个
7 个
7 个
5 路
1 路
1 路
无
1 个
2 路
1 路
有,4*34、6*32、8*30
2 个
5 个
4 路
64 个
8 个
6 个
5 路
1 路
1 路
有
1 个
1 路
2 路
LQFP64,7cm*7cm
LQFP100,14cm*14cm
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LQFP64L
(0707×1.4)
LQFP100L
(1414×1.4)
1.2 芯片特性
基本特点
高集成:集成 32 位 ARM Cortex-M0 核、Σ-ΔADC、SAR ADC、测量计量模块、LCD(RN7213)、定
时器和多路 PWM、硬件温补 RTC、EEPROM 等
宽电压:保证测量精度的电压范围为 2.8V~5.5V
CPU 小系统可运行的典型电压范围为 2.2V~5.5V
GPIO 支持与不同工作电压器件的对接
高性能:CPU 最高工作频率可达 29.4912MHz
高精度:在 5000:1 动态范围内,有功误差小于 0.1%;
计量参考基准温度系数典型值为 5ppm/℃
RTC 在-25℃ ~70℃内秒脉冲误差小于±5ppm,最小校正刻度为 0.068ppm
封装形式:RN7211 LQFP64, 适用 LED 表型;
RN7213 LQFP100,适用 LCD 表型
处理器相关
ARM Cortex-M0 内核
最高运行频率可达 29.4812Mhz
128Kbytes FLASH 存储器,擦写次数 10 万次,数据保持时间大于 20 年
16Kbytes SRAM
32KbytesEEPROM,擦写次数 100 万次,支持 byte 操作,数据保持时间大于 20 年;
单 cycle 乘法器(32bit*32bit)
2 个 DMA 控制器
硬件看门狗
提供完善的集成开发软硬件环境
测量和计量
提供 3 路 Σ-ΔADC 及其瞬时采样值
参考电压温度系数典型值为 5ppm/℃,最大值 15ppm/℃
提供 3 路有效值,在 2000:1 动态范围内误差小于 0.2%
提供 2 路有功功率、无功功率、视在功率,在 2000:1 动态范围内误差小于 0.1%
有效值、功率参数更新速率为 13.982Hz
提供 2 路瞬时有功功率,瞬时无功功率,更新速率 7.2KHz
提供 2 路有功电能、无功电能、视在电能计量,在 5000:1 动态范围内有功计量误差小于 0.1%
提供 2 路功率因数测量,测量误差<0.2%
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提供电压线频率测量,测量误差<0.02%
提供 2 路电流通道和电压通道夹角值
提供 3 路峰值检测功能
提供电压跌落功能
提供采样通道和功率增益、相位校正及功率、有效值 offset 校正功能
提供用于直流 offset 自动校正功能
LCD (RN7213)
支持 4*34、6*32、8*30
支持 DMA 自动轮显,不需要启动 CPU
Charge pump 提供 LCD 电压,支持宽电压、全温度范围清晰显示
自动轮显功耗优于 20μA
定时器
2 个 32bit 扩展定时器,具有间隔定时方波、输出外部/内部事件计数、单脉冲输出、4 路 PWM 输出、
脉宽测量功能
2 个 RTC 定时器
1 个 CM0 内嵌系统定时器
SAR ADC
10bit SAR ADC,温度传感器和最多 5 路引脚输入分时复用
RTC
硬件自动温补,在-25℃ ~70℃内秒脉冲误差小于±5ppm,最小校正刻度为 0.068ppm,满足国家标准的
精度和功耗要求;
温度传感器:提供准确的温度值,-25℃~70℃范围内测温精度为±1℃
功耗优于 2μA
其他外设
高速 GPIO:支持与不同电压外设器件的接口
按键中断:最多 8 个,管脚复用
外部中断:最多 7 个,管脚复用
UART:5 路,支持自动波特率,支持红外调制,支持 UART 唤醒
I2C:1 路
SPI:1 路
7816:最大支持 2 路
电压检测 LVD:检测芯片电源电压;检测外部电压
两个比较器 CMP1 和 CMP2:检测外部电压
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1.3 系统框图
图 1.1 RN721X 系统框图
1.4 管脚排列
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XX32.768KHzX1XX7MHz~30MHz可选X1System WideResourcesXtalOSCPLLIRC温补RTCWDT时钟系统PORSLEEP1.8V LDO3.3VLDO电源系统XX2.8V~5.5VCMP2LVDTemperatureSensorLCD driverAnalog System10bit SAR ADC24bit Delta-Sigma ADCMemory SystemSystem BusEEPROMFLASHRAMCPU SystemCortex M0CPUInterruptControllerMemoryControllerDMAProgram & DebugSWDProgram5路UARTDigital System2路32bit TimerPWM测量计量引擎SPII2C7816KEYGPIO温补控制LCD控制XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXCMP115pf15pf10MRenergy 312415567891011121314163334353637383940414243444546474817181920212223242526272930313249505152535455565758596061626364RN7211LQFP6428P36/INT6/HOSCODGNDP30/INT0/TCI/TX4P31/INT1/TCI/RX4P32/INT2/RTCOUTSWDCLK/P24/RX2SWDIO/P25/TX2AGNDREFVVCCRSTNXIXOP110/SPI_SCSNP111/SPI_SCLKP112/SPI_MISOP113/SPI_MOSILDO18DGNDP80P81P82P83P84DGNDP37/INT7/HOSCIP22/RX1P23/TX1P20/RX0P21/TX0DGNDP43/78161_IP40/7816CLKP41/78160_IOP54/RX5P55/TX5P42/78161_IOP52/SCLP53/SDAP46P47P102P103P100P101P50/PFP51/QFUPUNIAPIANIBPIBNLDO33AIN4/LVI0/P04P34/INT4/SFP35/INT5/TCIP10/KEY0/TC0OUTn0/TCIP11/KEY1/TC0OUTp0/TCIP12/KEY2/TC0OUTn1/TCIP15/KEY5/TC1OUTp0/TCIP16/KEY6/TC1OUTn1/TCIP17/KEY7/TC1OUTp1/TCIP14/KEY4/TC1OUTn0/TCI
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图 1.2 RN721X 管脚排列图
引脚类型说明:
类型
PBUS6
PBULD3
模
拟
A
PABUS3
√
PUXI
PBUSG3
双
向
B
√
√
√
√
输
入
I
输
出
上
拉
O
U
√
√
√
√
施
密
特
S
√
√
√
TTL/
CMOS
L
√
OpenDrain
D
√
晶
振
X
√
SEG
COM
G
M
√
驱动
6mA
3mA
3mA
3mA
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XIXORSTNUPUNIAPIANIBPIBNREFVAGNDAIN4/LVDIN/P04AIN3/CMP2/P03AIN2/CMP1/P02P00/AIN0P01/AIN1P20/RX0P21/TX0SWDCLK/P24/RX2SWDIO/P25/TX2COM0COM1COM2COM3SEG0/COM4SEG1/COM5SEG2/COM6SEG3/COM7P36/INT6/HOSCOP40/7816CLKP41/78160_IOLDO18P52/SCLP53/SDAP60/SEG4P61/SEG5P62/SEG6P63/SEG7P64/SEG8P65/SEG9P66/SEG10P67/SEG11P70/SEG12P54/RX5P71/SEG13P72/SEG14DGNDP74/SEG16P75/SEG17P76/SEG18P77/SEG19P80/SEG20P81/SEG21P82/SEG22P83/SEG23P84/SEG24P85/SEG25P86/SEG26P87/SEG27P90/SEG28P91/SEG29P92/SEG30P93/SEG31P55/TX5Renergy LDO33LCDVP1LCDVALCDVBLCDVCLCDVDP22/RX1P23/TX1VCC3124155678910111213141617181920212223242551525354555657585960616263646566676869707172737429282731323334353637383940414244454647484950777879808182838485868788899091929394959697989976100DGNDP73/SEG153026DGNDDGND75RN7213DGND43LCDVP2P37/INT7/HOSCILQFP100P30/INT0/TCI/TX4P31/INT1/TCI/RX4P32/INT2/RTCOUTP34/INT4/SFP50/PFP51/QFP110/SPI_SCSNP111/SPI_SCLKP112/SPI_MISOP113/SPI_MOSIP103/SEG39P102/SEG38P10/KEY0/TC0OUTn0/TCIP11/KEY1/TC0OUTp0/TCIP12/KEY2/TC0OUTn1/TCIP15/KEY5/TC1OUTp0/TCIP14/KEY4/TC1OUTn0/TCIP16/KEY6/TC1OUTn1/TCIP17/KEY7/TC1OUTp1/TCIP13/KEY3/TC0OUTp1