如何基于CS5463型電能測量電路原理進(jìn)行高速功率計算

　　4.4 串行接口

　　CS5463的串行接口使用了包括2條控制線(xiàn)CS、SCLK和2條數據線(xiàn)SDI、SDO的外接方式。串行接口集成了帶有發(fā)送、接收緩沖器的狀態(tài)機，狀態(tài)機在SCLK的上升沿解析8位命令字，根據對命令的解碼執行相應的操作，或者為被尋址的寄存器的數據傳輸做準備，內部寄存器都是24位。讀操作需將被尋址的內部寄存器的數據傳送到發(fā)送緩沖區；寫(xiě)操作在數據傳輸前要等24個(gè)SCLK周期。

　　所有的命令字長(cháng)度均為1個(gè)字節。寫(xiě)寄存器命令后必須緊跟1、2或3個(gè)字節的寄存器數據；讀寄存器命令則發(fā)出3字節的寄存器數據。圖2和圖3分別示出串口緩沖區的讀、寫(xiě)時(shí)序。

　　數據的讀和寫(xiě)通過(guò)向串口SDI引腳寫(xiě)入相應的8位命令字(高位在前)來(lái)啟動(dòng)。當命令包含寫(xiě)操作時(shí)，串口將在下面24個(gè)SCLK周期記錄SDI引腳的數據(從高位開(kāi)始)。寄存器寫(xiě)指令后必須跟24位的數據，一旦收到數據，狀態(tài)機便將數據寫(xiě)入配置寄存器，然后等待下一個(gè)命令。啟動(dòng)讀命令后，串口將在下8個(gè)、16個(gè)或24個(gè)SCLK周期啟動(dòng)SDO引腳上的寄存器進(jìn)行內容轉移(從高位開(kāi)始)，寄存器讀指令可以終止在8位的邊界上。讀寄存器時(shí)，微控制器可以同時(shí)發(fā)送新指令，并立即執行新指令，同時(shí)終止讀操作。

　　5 CS5463的典型應用

　　圖4所示是以CS5463為核心的住宅用220V單相電源(圖中為2線(xiàn)式)系統的典型功率測量連接方式。首先在線(xiàn)路上串、并聯(lián)適當阻值的分壓和分流電阻器，對從電阻器上采樣的電壓信號進(jìn)行濾波，圖中對稱(chēng)的阻容濾波器更有助于減小電磁干擾，最后得到符合要求的電壓信號，送入電路進(jìn)行實(shí)時(shí)計算。CS5463提供了數字校準，用戶(hù)通過(guò)設置校準命令字中的相應位來(lái)決定執行哪種校準。對于電壓和電流通道，都有AC校準和DC校準。

　　該電路中用于監測電流的分流電阻器串聯(lián)在電源的火線(xiàn)端，因為在大多數住宅電能測量應用中，電度表分流器接在火線(xiàn)上有助于發(fā)現竊電行為。從這種類(lèi)型的分流電阻器得到的共模輸入電壓應以火線(xiàn)電壓為參考．這意味著(zhù)CS5463的輸入共模電壓相對于地電位會(huì )在很高的正電壓和負電壓之間振蕩。因此，在設計CS5463的數字輸出接口與外部數字接口(如其他通信網(wǎng)絡(luò ))時(shí)應謹慎。

　　CS5463的數字串行接口引腳必須與外部數字接口隔離，使測量端的參考地電位與外部接口地參考地電位不相互影響，另外，CS5463及其電路必須密封絕緣以防觸電。