71M6521BE

电能计量IC

数据表

2008年1月

概述

该TERIDIAN 71M6521BE是一个带有MPU内核高度集成的SoC ，

FLASH和LCD驱动器。 Teridian公司的专利单转换技

术与22位Σ-Δ型ADC，四个模拟输入，数字温度

补偿，精密电压基准，电池电压监测器，以及32位

位计算引擎（ CE ）支持多种住宅计量

应用程序非常少的低成本外部元件。一个32kHz晶体

时基为整个系统进一步降低系统成本。该IC

支持2线单相计量的住宅以及篡改

检测机制。

最大的设计灵活性是由多个UART接口提供的，我

2

C,

μWire ，

最多

14个DIO引脚以及在系统可编程FLASH存储器，它可以是

更新的数据或应用程序代码中的操作。

冰和开发工具，程序库和一个完整的阵列

参考设计有助于AMR的快速发展和认证

预付米，符合全球电力计量标准。

A

NEUT

B

负载

CT /分流

负载

电源

特点

< 0.4 ％，瓦精度超过2000 ： 1电流范围

和过温

超过IEC62053 / ANSI C12.20标准

参考电压<值为40ppm /°C的

四个传感器输入， VDD引用

低抖动瓦测试输出（最大为10kHz ）

脉冲计数瓦脉冲输出

入侵检测：中性线电流与CT或

分流

线路频率计数计时

数字温度补偿

凹陷检测的A相和B

独立的32位计算引擎

46-64Hz线频率范围具有相同

校准

相位补偿（ ± 12° ）

电池监视器

三种电池模式瓦特/按钮唤醒

或定时器：

掉电模式（ 48μA ）

LCD模式（ 5.7μA ）

睡眠模式（ 2.9μA ）

在主电源故障能显示

唤醒与按钮

22位Δ-Σ ADC

8位MPU （ 80515 ） ，每个指令时钟周期

W /集成的MPU ICE调试

硬件看门狗定时器，电源故障监测器

LCD驱动器（最多140个像素）

多达14个通用I / O引脚

32kHz的时基

8KB闪存与安全

2KB MPU XRAM

两个UART用于IR和AMR

数字I / O引脚兼容5V输入

64引脚LQFP

无铅封装

变流器

IA

VA

IB

VB

V3.3A

V3.3

SYS

GNDA GNDD

PWR MODE

控制

Teridian公司

71M6521BE

WAKE -UP

调节器

VBAT

V2.5

电池

电压参考

VREF

VBIAS

串口

温度

传感器

DIO ， PULSE

内存

FL灰

计算

发动机

COM0..3

SEG0..18

赛格24..31 /

DIO 4..11

赛格34..37 /

DIO 14..17

赛格32,33 ，

38

3.3V LCD

888888.88

I

2

C或μWire

EEPROM

测试脉冲

V3P3D

GNDD

AMR

RX/DIO1

TX/DIO2

TX

RX

SENSE

驱动器/ MOD

比较

V1

OSC / PLL

XIN

XOUT

IR

动力

故障

32千赫

MPU

计时器

ICE

ICE_E

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目录

概述............................................................................................................................................1

FEATURES......................................................................................................................................................1

五金DESCRIPTION.........................................................................................................................................9

硬件Overview..........................................................................................................................................9

模拟前端(AFE)...................................................................................................................................9

输入多路复用器................................................................................................................................9

A / D转换器（ ADC ） .......................................................................................................................10

FIR Filter..........................................................................................................................................10

电压参考.........................................................................................................................10

温度Sensor........................................................................................................................11

电池监视器................................................................................................................................12

功能描述.....................................................................................................................12

数字计算引擎（ CE ） ...................................................................................................................12

仪表方程..............................................................................................................................13

实时监控...........................................................................................................................13

脉冲发生器..............................................................................................................................13

CE功能概述..................................................................................................................14

80515 MPU内核...........................................................................................................................................16

存储器组织......................................................................................................................16

特殊功能寄存器(SFRs)..................................................................................................18

特殊功能寄存器（通用80515 SFR）的.......................................... ............................... 19

特殊功能寄存器具体到71M6521BE ........................................... ....................... 21

指令Set..................................................................................................................................22

UART...............................................................................................................................................22

定时器和计数器.......................................................................................................................25

WD定时器（软件看门狗定时器） ........................................... ................................................. 27

中断.........................................................................................................................................29

片内资源.......................................................................................................................................37

Oscillator..........................................................................................................................................37

PLL和内部Clocks...................................................................................................................37

温度Sensor........................................................................................................................37

物理内存.............................................................................................................................37

光纤接口..............................................................................................................................38

数字I/O.........................................................................................................................................39

LCD驱动器.....................................................................................................................................41

电池监视器................................................................................................................................41

EEPROM接口..........................................................................................................................41

硬件看门狗Timer..............................................................................................................45

节目Security.............................................................................................................................45

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测试端口........................................................................................................................................46

功能DESCRIPTION.....................................................................................................................................47

工作原理.......................................................................................................................................47

系统定时Summary...............................................................................................................................48

电池Modes................................................................................................................................................49

掉电模式.........................................................................................................................50

LCD模式.......................................................................................................................................51

休眠模式...................................................................................................................................51

故障和复位行为..............................................................................................................................56

唤醒行为.........................................................................................................................................57

在唤醒PB.....................................................................................................................................57

唤醒定时器................................................................................................................................57

数据Flow.......................................................................................................................................................58

CE / MPU通信...............................................................................................................................58

温度测量...........................................................................................................................59

温度补偿..........................................................................................................................59

应用信息...................................................................................................................................60

连接传感器（ CT ，电阻Shunt)................................................................................................60

连接5V Devices..................................................................................................................................60

连LCDs...........................................................................................................................................61

我的连接

2

的EEPROM ............................................................................................................................63

连接三线EEPROMs................................................................................................................63

UART0 （ TX / RX ） .............................................................................................................................................64

光纤Interface.............................................................................................................................................64

连接V1和复位引脚......................................................................................................................65

连接仿真器端口引脚................................................................................................................66

水晶Oscillator............................................................................................................................................67

闪光Programming........................................................................................................................................67

MPU固件库...................................................................................................................................67

计Calibration............................................................................................................................................67

固件接口............................................................................................................................................68

I / O RAM映射 - 按数字顺序..............................................................................................................68

MAP SFR （特殊功能寄存器具体到TERIDIAN 80515 ） - 按数字顺序..................................... ..................... 69

I / O内存描述 - 按字母顺序排列.......................................... .................................................. ..70

CE接口说明................................................................................................................................76

CE Program.....................................................................................................................................76

格式...........................................................................................................................................76

常量........................................................................................................................................76

环境....................................................................................................................................76

CE计算...............................................................................................................................77

CE状态....................................................................................................................................77

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CE传输变量..........................................................................................................79

其它CE参数......................................................................................................................80

电气特性................................................................................................................................83

绝对最大额定值................................................................................................................83

推荐的外部元件............................................... ............................................ 84

推荐工作条件............................................... ............................................. 84

性能规格............................................................................................................85

输入逻辑电平...................................................................................................................85

输出逻辑电平...............................................................................................................85

POWER-故障COMPARATOR....................................................................................................85

电池监控器......................................................................................................................85

电源电流........................................................................................................................86

V3P3D开关..............................................................................................................................86

2.5V稳压器........................................................................................................86

低功率电压调节.............................................. ........................................... 87

晶体振荡器................................................................................................................87

VREF ， VBIAS ..................................................................................................................................87

ADC转换器， V3P3A REFERENCED ............................................. ...................................... 88

光INTERFACE....................................................................................................................88

温度传感器.............................................................................................................89

LSB值不包括9位左移的CE输入。 .................................................. .............. 89

LCD驱动器................................................................................................................................88

时序规范...........................................................................................................................90

RAM和闪存..........................................................................................................90

FLASH内存时序..............................................................................................................90

EEPROM INTERFACE....................................................................................................................90

RESET ............................................................................................................................................90

典型性能数据............................................... .................................................. 0.91

包装外形（ LQFP 64 ） ...................................................................................................................92

引脚（ LQFP -64 ） .......................................................................................................................................93

引脚说明.....................................................................................................................................94

电源/接地Pins:.........................................................................................................................94

模拟引脚： ....................................................................................................................................94

数字Pins:......................................................................................................................................95

I / O等效电路： ....................................................................................................................96

订购信息.........................................................................................................................97

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图列表

图1 ：IC功能块Diagram...........................................................................................................................8

图2 ：一个斩波放大器的一般拓扑学....................................................................................................11

图3：模拟前端块Diagram.......................................................................................................................................12

图4 ：样品来自多路复用器Cycle....................................................................................................................14

图5 ：积累Interval....................................................................................................................................15

图6 ：中断结构.........................................................................................................................................36

图7 ：光接口............................................................................................................................................39

图8 ：连接外部负载，以DIO Pins.....................................................................................................40

图9 ： 3线接口。写命令，成为HiZ = 0 。 ....................................................................................................43

图10 ： 3线接口。写命令，成为HiZ = 1 ...................................................................................................43

图11 ： 3线接口。读Command...............................................................................................................44

图12 ： 3线接口。写命令时， CNT = 0 ............................................ ............................................. 44

图13 ： 3线接口。写命令时，成为HiZ = 1和WFR = 1 ........................................ ............................... 44

图14 ：函数定义的V1..............................................................................................................................45

图15 ：电压。目前，瞬时和累积能量............................................ ................................. 47

图16 ： ADC MUX ，计算引擎和串行传输的时序关系。 ..................................... 48

图17 ： RTM输出格式....................................................................................................................................49

图18 ：操作模式状态Diagram.................................................................................................................50

图19 ：在掉电模式下的功能块（无效块灰色） .................................... .................... 52

图20 ：在LCD模式功能块（无效块灰色） .................................... .................................. 53

图21 ：在休眠模式下的功能块（无效块灰色） .................................... ............................. 54

图22 ：转换从掉电到任务模式，当系统电源返回..................................... .... 55

图23 ：与V3P3SYS和VBAT上电时序绑在一起..................................... ..................................... 55

图24 ：上电时序与VBAT只...............................................................................................................56

图25 ：唤醒Timing..........................................................................................................................................57

图26 ： MPU / CE数据流.....................................................................................................................................58

图27 ： MPU / CE通讯............................................................................................................................58

图28 ：电阻分压器（左） ，电流互感器（右） ................................... .................................. 60

图29 ：电阻分流器...........................................................................................................................................60

图30 ：连接液晶显示器........................................................................................................................................61

图31 ：我

2

EEPROM Connection............................................................................................................................63

图32 ：三线EEPROM Connection...............................................................................................................63

图33 ：在RX引脚连接.........................................................................................................................64

图34 ：连接光学元件...........................................................................................................65

图35 ：分压器V1 .................................................................................................................................65

图36 ：外部元件为RESET引脚：按钮（左） ， EMI电路（右） ............................ ......... 66

图37 ：外部元件的仿真器接口......................................... ............................................... 66

图38 ：WH准确性， 0.1A至200A的240V / 50HZ和室温................................. .......................... 91

图39 ：在240V电表准确度谐波， 30A ....................................... .................................................. ... 91

图40 ：典型的仪表准确度的温度相对于25℃ ..................................... .................................. 92

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