概述:CS5460A是美国Cirrus Logic公司最新推出的带有串行接口的单相双向功率/电能计量集成电路芯片,现主要应用在单相电子式电能表和三相电子式电能表中。不同于以前流行的CS5460芯片,该芯片特有的自动引脚模式功能,能使芯片独立工作,得电时自动初始化,由外部的E2PROM引导开始工作,并从中读取数据,如果用于高容量或用在家庭,为了降低成本,此模式下,该型芯片可以不用微控制器独立工作。除此之外,该芯片的性能优于其他计量芯片,主要表现在:
 (1)转换精度高,测量功能强   自身转换精度达到0.1级,可以实现0.2级的测量仪表。可测量瞬时电流、瞬时电压、瞬时功率、电流有效值、电压有效值、功率有效值和电能计量,这在电力系统的测量芯片中是不多见的。
 (2)外围器件少,具有片内看门狗定时器(WatchDog Timer)与内部电源监视器   该芯片只用很少的外围器件即可实现转换功能,确保了仪表的转换精度及稳定性。
 (3)接口方便   器件本身形成双向串行接口,双向串行接口与内部寄存器阵列可以方便地与微处理器相连接,并有功能很强的内部寄存器数组,仅用5~6根连线即可方便 地与单片机接口;针对这些特点,选用了CS5460芯片,收到了很好的效果。

一、CS5460A引脚功能

引脚详细解释
1 脚XOUT:晶体振荡器输出。
2 脚CPUCLK:CPU时钟输出CPUCLK---片上振荡器的输出,可以驱动一个标难的CMOS负荷。
   3 脚VD+:数字电路电源正极。以DGND为参考,一般为+5 V±10%。   4 脚DGND:数字地。数字接地,与VA-具有相同的电平。
5 脚SCLK:串行时钟输入。该脚确定SDI和SDO引脚的输入和输出速率。此输入具有一个允许使用边沿缓慢的信号的施密特触发器。只有当CS低时,SCLK引脚才识别时钟。
6 脚SDO:串行数据输出。SDO是串行数据端口的输出引脚,当CS高时,其输出将处于高阻抗状态。
   7 脚CS:片选。当处于低电平时,端口可以识别SCLK。该脚高电平状态使SDO引脚处于高阻抗状态。CS应在SCLK处于低电平时改变状态。
8 脚MODE:模式选择。当处于高电平时CS5460A开始执行自导入序列,从外接E2 PROM读取命令和设置。当处于低电平时CS5460运行在常规命令模式。引脚不连接时下拉为逻辑低电平。
 9 脚VIN+:差分电压正输入端。
10 脚VIN-:差分电压负输入端。VIN+,VIN-为电压通道的差分模拟输入引脚。
11 脚VREFOUT:参考电压输出。芯片上的参考电压由该引脚输出,参考电压的标称值为2.5 V(以VA-引脚为参考)。
12 脚VREFIN:参考电压输入。该引脚输入的电压给芯片上的调制器提供参考电压。   13 脚VA-:模拟地负极。负模拟电源引脚,必须具有最低的电压。   14 脚VA+:模拟电源正极。以VA-为参考,通常为+5 V±10%。
 15 脚HN-:差分电流负输入端。
16 脚HN+:差分电流正输入端。HN-,HN+为电流通道的差分模拟输入引脚。   17 脚PFMON:电源掉电监视输出。PFMON  掉电监视器,用来监视模拟电源,相对于VA-引脚的典型阀值电平为2.5 V,具有±50 mV的滞环。如果PFMON的电压低于阀值,则状态寄存器的LSD(低电源检测)位将被置位。
 18 脚NC:空脚。该引脚保持悬浮态。
19 脚RESET:复位输入。RESET当复位引脚为低电平时,所有内部寄存器都被设置为缺省值。  20脚INT:中断输出。当INT变低时,表明一个允许的事件已发生。可以通过向CS5460A写入适当命令来使INT清除(逻辑1)。
21 脚EOUT:电能脉冲输出。EOUT电量输出引脚,输出一个脉冲宽固定、频率(可编程)和电能成比例的脉冲串。
22 脚EDIR:能量方向指示输出。如果测量到的电能是负值,电能方向指示器发出指示。   23 脚SDI:串行数据输入。SDI是串行数据接口的输入引脚。数据的输入速率由SCLK决定。   24 脚XIN:晶体振荡器输入。XOUT,XIN  芯片内的一个门电路与这些引脚相连,可连接晶体为芯片提供系统时钟。另外,也可以有外部时钟(与CMOS时钟兼容)驱动引脚XIN,为芯片提供系统时钟。

二、CS5460A功能和特性
   1、 电能数据线性度:在1000 :1 动态范围内线性度为 ±0.1%
   2、 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
   3、 可以从串行EEPROM 智能“自引导”,不需要微控制器
   4、 AC 或DC 系统校准
   5、 具有机械计度器/步进电机驱动器
   6、 符合IEC687/1036 ,JIS 工业标准
   7、 功耗<12mW
   8、 优化的分流器接口
   9、 V对I的相位补偿
   10、单电源地参考信号
   11、片内2.5V 参考电压(最大温漂60ppm/℃)
   12、简单的三线数字串行接口
   13、看门狗定时器
   14、内带电源监视器
   15、电源配置VA+ = +5 V; VA- = 0V; VD+ = +3.3V~+5 V

三、CS5460A内部方框图

四、CS5460A极限参数

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 。
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。