19-5375 ;修订版1.2 ; 4/11

AVAILAB

LE

71M6543F / H和71M6543G / GH

电能表集成电路

数据表

2011年4月

概述

在71M6543F ， 71M6543H ， 71M6543G和71M6543GH是

Teridian公司的第四代多相计量系统级芯片

（系统级芯片）与5MHz的8051兼容MPU内核，低功耗实时

实时时钟（ RTC ）与数字温度补偿，闪光

存储器，以及LCD驱动器。我们的单转换器技术与

一个22位Σ-Δ ADC ， 7个模拟输入，数字计量

温度补偿，精密电压基准和32位

位计算引擎（ CE ），支持多种测光

应用与极少的外部元件。

在71M6543F ， 71M6543H ， 71M6543G和71M6543GH支持

可选接口的71M6xx3系列隔离传感器的

提供BOM成本降低，免疫磁性篡改，并

增强的可靠性。在IC具有超低功耗运行

主动和电池模式， 5KB共享RAM和64KB

（ 71M6543F ， 71M6543H ）或128KB （ 71M6543G ， 71M6543GH ）的

闪存存储器，它可以与代码和/或数据进行编程

在仪表的操作。高处理和采样率

结合差分输入提供了一个功能强大的测量平台

商业和工业平方米高达0.2级的精度

（ 71M6543H ， 71M6543GH ） 。

代码开发工具，演示代码的完整阵列，

和参考设计，能够快速开发和认证

满足所有ANSI和IEC电能计量仪表标准

世界各地的。

C

中性

B

A

特点

0.1 ％的准确度2000 ： 1电流范围

超过IEC 62053 / ANSI C12.20标准

七传感器输入，零线电流

测量，差分模式可选

对于电流输入

1个或8个可选增益为一电流

输入，支持分流

高速瓦时/ VARh脉冲输出与

可编程的宽度

64KB闪存， 5KB RAM（ 71M6543F / H ）

128KB闪存， 5KB RAM（ 71M6543G / GH ）

多达四个输出脉冲与脉冲二氧化碳

UNT

四象限计量，相塞克

ncing

数字温度补偿：

计量补偿

高精度RTC的分时使用的功能

自动温度补偿

水晶在所有供电模式

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° ）

三个电池备份模式：

掉电模式

LCD模式

睡眠模式

对销活动和唤醒定时器唤醒

1μA的睡眠模式

闪存安全

在系统程序更新

8位的MPU（ 80515 ） ，最多5MIPS

在掉电模式下全速MPU时钟

LCD驱动器：

6常见的段驱动器

最多可选56针

截至51多功能DIO引脚

硬件看门狗定时器（ WDT）

I

2

C / MICROWIRE EEPROM接口

SPI接口与闪存程序功能

两个UART用于IR和AMR

IR LED驱动器，调制

工业温度范围

100引脚无铅LQFP封装

分流电流传感器

负载

功能图

电源

中性

注意：本系统是相对于中性

3X TERIDIAN

71M6xx3

MUX和ADC

IADC0

IADC1

}

以*

VADC10 （VC）的

IADC6

IADC7

}

IC

VADC9 （ VB ）

IADC4

IADC5

}

IB

VADC8 （ VA ）

IADC2

IADC3

}

IA

VREF

串口

V3P3A V3P3SYS GNDA GNDD

71M6xx3

71M6xx3

电阻分压器

脉冲变压器

71M6xx3

Teridian公司

71M6543F/

71M6543H/

71M6543G/

71M6543GH

温度

传感器

PWR MODE

控制

WAKE -UP

调节器

VBAT

VBAT_RTC

电池

MONITOR

RTC

电池

电池

内存

计算

发动机

FL灰

内存

COM0...5

赛格

SEG / DIO

LCD驱动器

DIO ，豆类

DIO

液晶显示器

AMR

TX

RX

MODUL- RX

ATOR

TX

电源故障

比较

8888.8888

脉冲，

DIO

I

2

C或μWire

EEPROM

32千赫

IR

MPU

RTC

计时器

V3P3D

振荡器/

PLL

XIN

单转换器技术是Maxim Integrated的注册商标。

产品公司

MICROWIRE是美国国家半导体公司的商标。

SPI接口

主持人

引脚配置在数据资料的最后。

XOUT

ICE

逻辑图继续在数据表的末尾。

* IN =中性点电流

UCSP是Maxim Integrated Products的商标。

9/17/2010

对于定价，交付和订购信息，请联系马克西姆直接

在1-888-629-4642 ，或访问Maxim的网站www.maximintegrated.com 。

71M6543F / H和71M6543G / GH数据表

目录

1

2

介绍................................................................................................................................. 10

硬件描述.................................................................................................................. 11

2.1硬件Overview............................................................................................................... 11

2.2模拟前端（ AFE ） ........................................................................................................ 12

2.2.1信号输入引脚....................................................................................................... 13

2.2.2输入多路复用器........................................................................................................ 14

2.2.3延迟补偿............................................. .................................................. .. 19

2.2.4 ADC前置放大器..................................................................................................... 20

2.2.5 A / D转换器（ ADC ） ........................................ .................................................. ....... 20

2.2.6 FIR滤波器................................................................................................................... 20

2.2.7电压基准............................................. .................................................. .... 20

2.2.8 71M6xx3隔离传感器接口........................................... ................................. 22

2.3数字计算引擎（ CE ） ........................................... ................................................ 25

2.3.1 CE程序存储器............................................ .................................................. ... 25

2.3.2 CE数据存储器....................................................................................................... 25

与MPU .......................................... 2.3.3 CE通讯.................................... 25

2.3.4仪表方程........................................................................................................ 26

2.3.5实时监控器（ RTM ） ........................................ .................................................. 26

2.3.6脉冲发生器...................................................................................................... 26

2.3.7 CE功能概述............................................ ................................................ 28

2.4 80515 MPU内核..................................................................................................................三十

2.4.1存储器的结构和寻址........................................... ............................ 30

2.4.2特殊功能寄存器（SFR ） ......................................... ................................... 32

2.4.3通用80515特殊功能寄存器.......................................... ...................... 33

2.4.4指令集........................................................................................................... 35

2.4.5 80515节电模式........................................... ...................................... 35

2.4.6 UART接口...................................................................................................................... 36

2.4.7定时器和计数器............................................ .................................................. ... 38

2.4.8 WD定时器（软件看门狗定时器） ........................................ .............................. 40

2.4.9 Interrupts................................................................................................................... 40

2.5片Resources............................................................................................................... 47

2.5.1物理内存....................................................................................................... 47

2.5.2振荡器................................................................................................................... 49

2.5.3 PLL和时钟........................................... .................................................. 50

2.5.4实时时钟（ RTC ） ........................................ .................................................. ... 51

2.5.5 71M6543温度传感器............................................ ...................................... 55

2.5.6 71M6xx3温度传感器............................................ ...................................... 56

2.5.7 71M6543电池监视器............................................ .............................................. 57

2.5.8 71M6xx3 VCC监视器............................................ .................................................. 57

2.5.9 UART和光接口........................................... ............................................ 57

2.5.10数字I / O和LCD段驱动器....................................... .................................. 58

2.5.11 EEPROM接口............................................. .................................................. ..... 66

2.5.12 SPI的从端口........................................................................................................... 68

2.5.13硬件看门狗定时器............................................ ............................................ 72

2.5.14测试端口（ TMUXOUT和TMUX2OUT销） ....................................... .................... 73

功能描述................................................................................................................ 75

3

2

2008-2011 Teridian半导体公司

v1.2

71M6543F / H和71M6543G / GH数据表

3.1

3.2

工作原理.............................................................................................................. 75

电池Modes....................................................................................................................... 75

3.2.1 BRN模式................................................................................................................ 78

3.2.2 LCD模式................................................................................................................. 78

3.2.3 SLP模式................................................................................................................. 79

3.3故障和复位行为...................................................................................................... 80

3.3.1活动在掉电.......................................... .................................................. 80 ..

在低电池电压3.3.2 IC行为......................................... .................................. 81

3.3.3复位顺序........................................................................................................ 81

3.3.4看门狗定时器（WDT ）复位......................................... .......................................... 81

3.4唤醒行为................................................................................................................ 82

3.4.1唤醒硬件事件........................................... ............................................. 82

3.4.2唤醒定时器.......................................................................................................... 84

3.5数据流和MPU / CE通信.......................................... ..................................... 84

应用信息............................................................................................................... 86

4.1连接5 V器件........................................................................................................ 86

4.2直接连接传感器.............................................. .................................................. .. 86

4.3系统使用71M6xx3隔离传感器和电流分流器......................................... .... 87

4.4系统使用电流互感器............................................. ........................................ 88

4.5计量温度补偿.............................................. .................................... 89

之间的标准和高精密零件....................................... 4.5.1区别..... 89

4.5.2温度系数为71M6543F和71M6543G ..................................... 90

4.5.3温系数为71M6543H 71M6543GH .................................. 90

4.5.4温度系数为71M6xx3 .......................................... ....................... 90

4.5.5温度补偿VREF和分流传感器........................................ 90

VREF和电流互感器4.5.6温度补偿............................... 92

4.6连接我

2

的EEPROM ................................................ .................................................. .. 94

4.7连接三线的EEPROM ............................................ ........................................... 94

4.8 UART0 （ TX / RX ） .................................................................................................................... 94

4.9光接口（ UART1 ） ..................................................................................................... 94

4.10连接复位Pin...................................................................................................... 95

4.11连接仿真器端口引脚............................................ ............................................ 96

4.12闪存编程............................................................................................................... 96

4.12.1闪存通过ICE编程端口......................................... ................................. 96

4.12.2闪存通过SPI端口编程......................................... ................................. 96

4.13 MPU演示Code..................................................................................................... 96

4.14晶体振荡器................................................................................................................... 97

4.15米Calibration................................................................................................................... 97

固件接口....................................................................................................................... 98

5.1 I / O RAM地图 - 功能令......................................... .................................................. 98

5.2 I / O RAM映射 - 按字母顺序排列......................................... ............................................ 104

5.3读取信息页（只71M6543H和71M6543GH ） ....................................... ........... 118

5.4 CE接口说明..................................................................................................... 120

5.4.1 CE程序............................................................................................................ 120

5.4.2 CE数据格式...................................................................................................... 120

5.4.3常数................................................................................................................ 120

5.4.4环境............................................................................................................ 121

5.4.5 CE Calculations....................................................................................................... 121

5.4.6 CE前端数据（原始数据） ..................................... ......................................... 122

5.4.7 CE状态和控制........................................... .................................................. 123

2008-2011 Teridian半导体公司

3

4

5

v1.2

71M6543F / H和71M6543G / GH数据表

5.4.8 CE传输变量............................................ ................................................. 125

5.4.9脉冲Generation..................................................................................................... 127

5.4.10 CE校准参数............................................ .......................................... 130

5.4.11 CE流图............................................ .................................................. 131 ....

6

71M6543 Specifications............................................................................................................. 133

6.1绝对最大额定值.............................................. .................................................. 。 133

6.2推荐的外部元件.............................................. ................................... 134

6.3推荐工作条件.............................................. .................................... 134

6.4性能规格............................................... .................................................. 135

6.4.1输入逻辑电平............................................ .................................................. ..... 135

6.4.2输出逻辑Levels................................................................................................. 135

6.4.3电池监视器........................................................................................................ 136

6.4.4温度监控器............................................. .................................................. 137

6.4.5电源电流........................................................................................................ 138

6.4.6 V3P3D开关......................................................................................................... 139

6.4.7内部电源故障比较器........................................... ................................ 139

6.4.8 2.5 V稳压器 - 系统电源........................................ ........................ 139

6.4.9 2.5 V稳压器 - 电池电源........................................ ......................... 140

6.4.10晶体振荡器..................................................................................................... 140

6.4.11锁相环（ PLL ） ........................................ ............................................... 140

6.4.12 LCD驱动器............................................................................................................ 140

6.4.13 VLCD Generator...................................................................................................... 140

6.4.14 71M6543 VREF ....................................................................................................... 143

6.4.15 ADC转换器........................................................................................................ 144

6.4.16前置放大器IADC0 ， IADC1 ........................................ ........................................ 145

6.5时序规范.......................................................................................................... 146

6.5.1闪存......................................................................................................... 146

6.5.2 SPI从机................................................................................................................ 146

6.5.3 EEPROM接口............................................. .................................................. ... 146

6.5.4 RESET引脚.............................................................................................................. 147

6.5.5实时时钟（ RTC ） ........................................ .................................................. 。 147

6.6典型性能数据.............................................. ...........

错误！未定义书签。

6.7 100引脚LQFP封装外形图.......................................... ................................... 148

6.8 71M6543引脚.................................................................................................................. 149

6.9 71M6543引脚Descriptions................................................................................................... 150

6.9.1 71M6543电源和地引脚.......................................... ................................. 150

6.9.2 71M6543模拟引脚............................................ ................................................. 151

6.9.3 71M6543数字引脚............................................ .................................................. 。 152

6.9.4 I / O等效电路.......................................... .................................................. 。 154

7

订购信息................................................................................................................. 155

7.1 71M6543订购指南.............................................. .................................................. 155 ....

8

相关信息................................................................................................................ 155

9

联系信息................................................................................................................ 155

附录A ：缩略语..................................................................................................................... 156

附录B ：修订历史记录........................................................................................................... 157

4

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71M6543F / H和71M6543G / GH数据表

科幻居雷什

图1 ：IC功能框图..................................................................................................... 9

图2 ： AFE框图（分流：一局部，三遥控器） ................................. ..................... 12

图3. AFE框图（四电流互感器） ........................................ .................................................. ..... 13

图4：美国在一个多路复用帧（ MUX_DIV [3：0 ] = 6） ................................ .................................. 17

图5：美国在一个多路复用帧（ MUX_DIV [3：0 ] = 7） ................................ .................................. 17

图6 ：斩波放大器的一般拓扑学......................................... ...................................... 21

图7：交叉信号与

CHOP_E

= 00........................................................................................... 21

图8 ： RTM时序............................................................................................................................ 26

图9.脉冲发生器FIFO时序........................................... .................................................. .... 28

图10 ：从多路复用周期（帧）样品........................................ ....................................... 29

图11 ：累积间隔............................................................................................................ 29

图12 ：中断结构................................................................................................................. 46

图13 ：自动温度补偿............................................ ..................................... 54

图14 ：光学Interface.................................................................................................................... 58

图15 ：光接口（ UART1 ） ..................................................................................................... 58

图16 ：连接外部负载到DIO引脚........................................ ..................................... 60

图17 ：LCD波形................................................................................................................... 65

图18 ： 3线接口。写命令，成为HiZ = 0 。 .................................................. ........................... 67

图19 ： 3线接口。写命令，成为HiZ = 1 ............................................ .................................. 68

图20 ： 3线接口。读命令。 .................................................. ...................................... 68

图21 ： 3线接口。写命令时， CNT = 0 ............................................ ....................... 68

图22 ： 3线接口。写命令时，成为HiZ = 1和WFR = 1 。 ................................................. 68

图23 ： SPI的从端口 - 典型的多字节的读写操作................................... ........... 70

图24 ：电压，电流，瞬时和累积能量....................................... .................. 75

图25 ：操作模式状态图........................................... ................................................ 76

图26 ： MPU / CE数据流............................................................................................................... 85

图27 ：电阻分压器（电压检测） ........................................ .................................. 86

图28. CT与单端输入连接（电流检测） .................................... ................ 86

图29 ： CT带差分输入连接（电流检测） ...................................... .................. 86

图30 ：差分电阻并联连接（电流检测） ....................................... ............ 86

图31 ：系统采用三遥控器和一本地（中性）传感器.................................. .......... 87

图32.系统使用电流互感器........................................... .......................................... 88

图33 ：我

2

EEPROM Connection...................................................................................................... 94

图34 ：连接的UART0 ........................................................................................................ 94

图35 ：连接光学元件........................................... ........................................... 95

图36 ：外部元件为RESET引脚：按钮（左） ，生产电路（右） ....... 96

图37 ：外部元件的仿真器接口......................................... .......................... 96

图38.修剪熔丝位映射........................................................................................................ 118

图39 ： CE数据流：多路复用器和ADC ........................................ ............................................ 131

图40 ： CE数据流：缩放，增益控制，中间变量一期........................ 131

图41 ： CE数据流：磨边求和滑台....................................... .......................... 132

图42 ：从200 A瓦的错误，以0.1 A ，60赫兹， 240 VAC ......................

错误！未定义书签。

图43 ：从200 A VARh误差为0.1 A ，60赫兹， 240 VAC ...................

错误！未定义书签。

图44 ：从200 A瓦的错误，以0.1 A ，在各种频率下（ 0 °负载角， 240 VAC ） .............

错误！

未定义书签。

图45 ： 100引脚LQFP封装外形......................................... .................................................. 148

图46 ：引脚的LQFP- 100封装........................................ ............................................... 149

图47 ： I / O等效Circuits......................................................................................................... 154

v1.2

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