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珠海炬力集成电路设计有限公司 Actions Semiconductor Co., Ltd. ATT7022 用户手册 Date: 2004-05-10 Version: 4.00 第 1 页共 32 页 Http://www.Actions.com.cn

珠海炬力集成电路设计有限公司 Actions Semiconductor Co., Ltd. 目录第一部分芯片介绍 ……………………………………………………………… 3 §1.1 芯片特性 ……………………………………………………………… 3 §1.2 功能简介 ……………………………………………………………… 4 §1.3 内部框图 ……………………………………………………………… 5 §1.4 引脚定义 ……………………………………………………………… 5 §1.5 应用示意图 …………………………………………………………… 8 第二部分系统功能 ……………………………………………………………… 9 §2.1 电源监控电路 ………………………………………………………… 9 §2.2 模数转换 ……………………………………………………………… 9 §2.3 计量模块 ……………………………………………………………… 10 §2.4 参数输出 ……………………………………………………………… 13 §2.5 通信接口 ……………………………………………………………… 17 第三部分校表方法 ……………………………………………………………… 18 §3.1 校表模式介绍 ………………………………………………………… 18 §3.2 校表寄存器定义 ……………………………………………………… 19 §3.3 校表步骤及参数计算 ………………………………………………… 20 §3.4 通信接口 ……………………………………………………………… 23 第四部分应用举例 ……………………………………………………………… 24 §4.1 系统概述 ……………………………………………………………… 24 §4.2 设计规格 ……………………………………………………………… 24 §4.3 硬件设计 ……………………………………………………………… 25 §4.4 软件设计 ……………………………………………………………… 26 §4.5 校验电表 ……………………………………………………………… 27 §4.6 测试结果 ……………………………………………………………… 29 第五部分电气特性 ……………………………………………………………… 30 §5.1 电气参数 ……………………………………………………………… 30 §5.2 芯片封装 ……………………………………………………………… 31 第 2 页共 32 页 Http://www.Actions.com.cn

珠海炬力集成电路设计有限公司 Actions Semiconductor Co., Ltd. §1.1 芯片特性第一部分芯片介绍有功测量满足 0.5S/0.2S，支持 IEC 687/1036，GB/T 17883-1999 无功测量满足 2 级、3 级，支持 IEC 1268，GB/T 17882-1999 适用三相三线、三相四线瞬时有功、无功、视在功率，有功、无功能量测量功率因数、相位、频率、电压和电流有效值测量同时提供分相以及合相参数提供相序以及断相检测功能合相能量累加模式可选(代数加/绝对值相加) 三相四线时提供三相电流向量和之有效值直接提供有功、无功校表脉冲输出电表常数可调起动电流可调提供正向和反向有功电能数据反向有功指示功能提供四象限无功参数软件调试电表支持增益和相位补偿，小电流非线性补偿可测量到 21 次以上谐波的有功和无功功率具有 SPI 接口，方便与外部 MCU 通讯单+5V 供电 ATT7022 采用 QFP44 封装。第 3 页共 32 页 Http://www.Actions.com.cn

珠海炬力集成电路设计有限公司 Actions Semiconductor Co., Ltd. §1.2 功能简介 ATT7022 是一颗高精度三相电能专用计量芯片，适用于三相三线和三相四线应用。 ATT7022 集成了六路二阶 sigma-delta ADC、参考电压电路以及所有功率、能量、有效值、功率因数以及频率测量的数字信号处理等电路。 ATT7022 能够测量各相以及合相的有功功率、无功功率、视在功率、有功能量以及无功能量，同时还能测量各相电流、电压有效值、功率因数、相角、频率等参数，充分满足三相复费率多功能电能表的需求。详细数据定义请参考§2.4 参数输出部分。 ATT7022 支持全数字域的增益、相位校正，即纯软件校表。有功、无功电能脉冲输出 CF1、CF2 提供瞬时有功、无功功率信息，可以直接接到标准表，进行误差校正。详细校表方法请参考第三部分校表方法。 ATT7022 提供一个 SPI 接口，方便与外部 MCU 之间进行计量参数以及校表参数的传递。SPI 具体规格参见后面的详细说明。所有计量参数参数都可以通过 SPI 接口读出。 ATT7022 内部的电压监测电路可以保证加电和断电时正常工作。 ATT7022 主要测量参数列表：主要测量参数参数电压有效值电流有效值视在功率有功功率容性无功功率感性无功功率功率因数线频率输入有功能量输出有功能量有功能量(输入+输出) 容性无功能量感性无功能量无功能量(感性+容性) 分相 √ √ √ √ √ √ √ -- √ √ √ √ √ √ 合相 -- √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 第 4 页共 32 页 Http://www.Actions.com.cn

珠海炬力集成电路设计有限公司 Actions Semiconductor Co., Ltd. §1.3 内部框图 OSCO OSCI SEL SIG RESET V1P V1N V3P V3N V5P V5N V2P V2N V4P V4N V6P V6N 时钟控制电路电流 ADC 电压 ADC 模拟信号采样参考电压有功功率无功功率视在功率电压有效值电流有效值功率因数频率测量数字信号处理 DSP ATT7022 框图脉冲生成器 SPI 通讯接口电源管理 CF1 CF2 Revp DOUT DIN SCLK CS VCC AVCC VDD REFOUT REFCAP GND AGND §1.4 引脚定义 1、引脚排列图 O S C O O S C I V G C N C D 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34 V C C V D D C S R E V P D O U T S C L K D I N RESET SIG V1P V1N REFCAP V3P V3N AGND V5P V5N REFOUT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ATT7022 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 A V C C V 2 P V 2 N V 4 P V 4 N A G N D A V C C V 6 P V 6 N N C N C 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 VDD NC NC NC NC CF2 CF1 SEL NC TEST GND 第 5 页共 32 页 Http://www.Actions.com.cn

珠海炬力集成电路设计有限公司 Actions Semiconductor Co., Ltd. 2、引脚描述引脚标识特性功能描述 1 2 RESET 输入 ATT7022 复位管脚，低电平有效，内部有 300K 上拉电阻 SIG 输出 ATT7022 上电复位或者异常原因重新启动时， SIG 将变为低电平。当外部 MCU 通过 SPI 写入较表数据后，SIG 将立即变为高电平。 3,4 6,7 9,10 5 V1P/V1N V3P/V3N V5P/V5N REFCAP 输出基准 2.4V，可以外接；该引脚应使用 10μF 输入电流信道正，负模拟输入引脚。完全差动输入方式，正常工作最大信号电平为 ±1.5V，两个引脚内部都有 ESD 保护电路电容并联 100nF 瓷介电容进行去耦 11 13,14 16,17 19,20 REFOUT 输出基准电压输出，用作外部信号的直流偏置 V2P/V2N V4P/V4N V6P/V6N 输入方式，正常工作最大输入电压为±1.5V，两个引脚内部都有 ESD 保护电路输入电压信道的正、负模拟输入引脚。完全差动 24 TEST 输入测试管脚，正常应用接地。内有 300K 下拉电阻 26 SEL 输入三相三线低电平，三相四线高电平选择。内部 300K 上拉电阻 27 CF1 输出有功电能脉冲输出，其频率反映合相平均有功功率的大小，常用于仪表有功功率的校验，也可以用作电能计量 28 CF2 输出无功电能脉冲输出，其频率反映合相平均无功功率的大小，常用于仪表无功功率的校验，也可以用作电能计量 35 36 37 38 40 CS 输入 SPI 片选信号，低电平有效 SCLK 输入 SPI 串行时钟输入注意：上升沿放数据，下降沿取数据 DIN 输入 SPI 串行数据输入 DOUT 输出 SPI 串行数据输出 REVP 输出当检测到任意一相的有功功率为负时，输出高电平；当检测到各相有功功率都为正时，该引脚的输出又将复位到低电平 42 OSCI 输入系统晶振的输入端，或是外灌系统时钟输入。 43 OSCO 输出晶振的输出端晶振频率为 24.576MHz 第 6 页共 32 页 Http://www.Actions.com.cn

珠海炬力集成电路设计有限公司 Actions Semiconductor Co., Ltd. 续表: 引脚标识特性 8,15 12,18 功能描述 AGND 电源模拟电路(即 ADC 和基准源)的接地参考点 AVCC 电源该引脚提供 ATT7022 模拟电路的电源，正常工作电源电压应保持在 5V±5%，为使电源的纹波和噪声减小至最低程度，该引脚应使用 10μF 电容并联 100nF 瓷介电容进行去耦 23,44 33,39 GND 电源数字地引脚 VDD 电源内核电源输出 3.3V。外接 10μF 电容并联 100nF 瓷介电容进行去耦 VCC 电源数字电源引脚；正常工作电源电压应保持在 5V±5%，该引脚应使用 10μF 电容并联 10nF 瓷介电容进行去耦 NC -- 不连接 34,41 21,22 25,29 30,31 32 第 7 页共 32 页 Http://www.Actions.com.cn

珠海炬力集成电路设计有限公司 Actions Semiconductor Co., Ltd. §1.5 应用示意图 I1 I2 I3 U1 U2 U3 SIG RESET SPI接口 CF1 CF2 单片机 RESET 通讯模块 LCD显示模块 EEPROM ATT7022 高精度三相电能专用计量芯片 OSCO OSCI RESET 第 8 页共 32 页 Http://www.Actions.com.cn

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