基于90E46的單相智能電表設計方案

智能電能表作為智能電網(wǎng)的重要組成部分，其技術(shù)標準也在不斷地發(fā)展之中，使得相應的芯片技術(shù)也在日益提高。以市場(chǎng)需求量最大的單相智能電能表為例，其技術(shù)發(fā)展主要表現在以下幾個(gè)方面：

　　計量準確度要求越來(lái)越高，電流范圍越來(lái)越寬，從之前的5（20）A到現在的5（60）A，再到1（100）A，早期的計量芯片已無(wú)法滿(mǎn)足當前電能表設計的要求，高精度、寬量程的計量芯片被廣泛應用。

　　數據和事件處理要求越來(lái)越多，使得MCU的運算能力和程序容量不斷提高，傳統的8-bit MCU會(huì )逐漸被32-bit MCU所取代。

　　智能電能表作為智能電網(wǎng)的最終節點(diǎn)，其數據通信要求越來(lái)越強，對外的通信方式有RS485、PLC、紅外，并且要求各通信接口相互獨立并能同時(shí)運行；這要求用于電能表設計的MCU具有豐富的硬件通信接口。

　　IDT的90E46就是順應智能電能表的這種發(fā)展趨勢，在業(yè)界推出的第一款集成硬件高精度寬量程計量模塊，ARM 32位 Cortex M0 高性能低功耗MCU內核，LCD驅動(dòng)和帶溫度補償功能的高精度實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）于一體真正意義上的系統級芯片（SoC）。在計量動(dòng)態(tài)范圍5000:1 內，有功電能準確度優(yōu)于 0.1%，無(wú)功電能準確度優(yōu)于0.2%，且只需要單點(diǎn)校準；實(shí)時(shí)時(shí)鐘誤差小于±0.5秒/天。

　　90E46芯片與硬件設計

　　90E46芯片簡(jiǎn)介

　　90E46是業(yè)界集成度最高的高精度寬量程單相電能計量SoC，在IDT既有的寬量程計量模擬前端（AFE）的基礎上，集成了ARM Cortex-M0微處理器、LCD驅動(dòng)和帶溫度補償功能的高精度實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC），可以減少單相電能表的元器件數量，簡(jiǎn)化設計和生產(chǎn)流程，降低材料成本和庫存管理難度。

　　90E46具有下列特性：

　　32位 ARM Cortex M0 內核，6KB RAM， 128KB Flash；

　　4路獨立UART，UART0支持紅外調制（IR），UART3支持硬件ISO7816協(xié)議；

　　集成硬件看門(mén)狗（WDT），支持中斷功能；

　　2路25位通用PWM；

　　1路14位低功耗PWM，用于紅外喚醒；

　　2路16位定時(shí)器

　　最多45個(gè)GPIOs，23個(gè)支持5V輸入；

　　4個(gè)外部中斷輸入，可用于系統喚醒；

　　2路12位GPADC，集成高精度參考電壓源和閾值比較電路；

　　1路低功耗電壓比較器，用于芯片掉電檢測；

　　芯片支持運行模式、睡眠模式、待機模式和LCD顯示模式；