旭 张彦斌 胡国鹏

     陕西省计量测试研究所（710048）张亚琦

     来源：《电子技术应用》

     摘要：介绍了德国cirrus

     logic公司推出的电子式电能表专用芯片cs5460的特点、控制方式、与输入信号微控制器的接口及其在电测仪表中的应用。

     关键词：电子式电能表

     专用芯片cs5460 微控制器 电测仪表

     近年来，电子式电能表在国际、国内得到了迅速推广。国外许多ic厂家不失时机地推出了各种电子式电能表专用芯片。目前，国内较为常用的单相电子式电能表芯片有德国cirrus

     logic公司的cs5460、美国ad公司的ad7751和ad7755；三相电子式电能表专用芯片有美国atmel公司的at73c500+at73c501（at73c502）等。它们的共同特点是：①高度集成（集成了adc、电压基准、功率计算模块）；高精度（测量误差大多小于0.3%）；②易接口（易于与微控制器或步进电机接口）。这些芯片为设计低成本、高性能的电子式电能表提供了非常理想的解决方案。

     值得注意的是，在这些专用芯片中，有一些不仅能够测量功率、电能，而且能够测量电压、电流等其它电量，如cs5460、at73c500+at73c501（at73c502）等。而许多电测仪表功能的实现都是以测量功率、电能、电压、电流为基础的，如电力设备交流阻抗测试仪、电力变压器综合参数测试仪等。因此，如果拓展思路，将这些电子式电能表专用芯片用于测仪表产品的开发中，不仅可以缩短产品开发周期，而且能大大提高产品的性能。笔者就运用cs5460成功地开发出了多功能电量监测仪。

     1 cs5460的特点和内部结构

     1.1 cs5460主要特点

     ·符合iec521/1036、jis工业标准

     ·能够测量瞬时电压、瞬时电流、瞬时功率、电能、电压有效值和电流有效值；能完成电能/脉冲转换

     ·电能测量精度：0.1%

     ·具有相位补偿和系统校准功能

     ·具有2.5v片内电压基准（温漂60ppm/℃）

     ·功率消耗<12mw

     ·电源配置：

     va+=+5v,va-=0v;vd+=+3v～+5v或va+=2.5v,va-=-2.5v;vd+=+3v

     1.2 cs5460的内部组成模块如下：

     ·一个电流通道可编程增益放大器，其增益为10和50个可选

     ·一个电压通道固定增益放大器，其增益为10

     ·两个同时采样的∑-δ模/数转换器

     ·两个高速数字滤波器

     ·两个可选用的高通滤波器

     ·一个功率计算引擎

     ·一个2.5v片内电压基准

     ·一个可以检测电力不足或电源故障的电源监视器

     ·一个持续监视串口通讯的看门狗

     ·一个2.5mhz～20mhz可选的内部时钟发生器

     ·一个双向串行接口

     ·一个电能/脉冲变换器

     ·一个校准用sram

     2 cs5460的功能控制和测量数据输出方式

     2.1 cs5460的功能控制

     cs5460的功能控制是通过写命令字的方式实现的。这些8位长度的命令字包括“启动转换”、“同步调整”、“上电/暂停控制”、“掉电控制”、“校准控制"和“寄存器读/写”等命令。cs5460内部有16个24位长度的用户可访问的寄存器。对这些寄存器的访问是根据填写在“寄存器读/写”命令中的地址进行的。这些