晓程公司PL3201单相多功能电子式载波电能表专用SoC资源-CSDN文库

单相多功能电子式载波电能表专用SoC

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XXC PL3201 芯片手册

芯

片

手

册

版本 1.8

芯片手册................................................................................................................................... 1

目录 .................................................................................................................................................. 1

PL3201 芯片特点及功能概述................................................................................................................... 4

特点

......................................................................................................................................... 4

功能概述

................................................................................................................................. 4

电能计量部分（必须使用 9.6MHz晶体）：................................................................................................... 4

微处理器部分： ............................................................................................................................................. 5

外围部分： ..................................................................................................................................................... 5

PL3201 芯片技术指标、封装和管脚定义............................................................................................... 5

电器参数

................................................................................................................................. 5

极限参数

................................................................................................................................. 6

封装参数

................................................................................................................................. 6

PL3201 芯片工作原理及应用指南......................................................................................................... 14

1. 芯片内部功能模块框图 ............................................................................................................... 14

2. 各模块工作原理及应用指南 ....................................................................................................... 14

电能计量模块

....................................................................................................................... 14

电能计量工作原理 ....................................................................................................................................... 14

计量输出设置 ............................................................................................................................................... 15

计量部分与 8051 数据交换......................................................................................................................... 15

电能计量工作过程 ....................................................................................................................................... 16

寄存器 ........................................................................................................................................................... 16

增强型

8051

的微处理器

MCU............................................................................................. 20

8051 MCU资源配置 ..................................................................................................................................... 20

程序控制部分功能 ....................................................................................................................................... 21

上电复位与电源监测 ................................................................................................................................... 24

看门狗定时器 ............................................................................................................................................... 24

电压比较器 ................................................................................................................................................... 25

载波通信

............................................................................................................................... 26

功能简述 ....................................................................................................................................................... 26

编程指南 ....................................................................................................................................................... 26

载波通信的工作步骤 ................................................................................................................................... 27

寄存器 ........................................................................................................................................................... 28

4) LCD/LED

显示驱动

............................................................................................................... 32

功能简述 ....................................................................................................................................................... 32

XXC PL3201 芯片手册

LED编程指南................................................................................................................................................ 32

LCD编程指南 ............................................................................................................................................... 33

LCD循显 ....................................................................................................................................................... 34

寄存器 ........................................................................................................................................................... 34

5) UART

功能

........................................................................................................................... 36

功能简述 ....................................................................................................................................................... 36

编程指南 ....................................................................................................................................................... 36

寄存器 ........................................................................................................................................................... 36

6) FGEN

可编程频率发生器功能

............................................................................................. 37

功能简述 ....................................................................................................................................................... 37

编程指南 ....................................................................................................................................................... 37

寄存器 ........................................................................................................................................................... 37

TS温度频率转换器

............................................................................................................... 38

功能简述 ....................................................................................................................................................... 38

编程指南 ....................................................................................................................................................... 38

寄存器 ........................................................................................................................................................... 38

多协议红外通信解码功能

................................................................................................... 39

功能简述 ....................................................................................................................................................... 39

编程指南 ....................................................................................................................................................... 39

寄存器 ........................................................................................................................................................... 40

9) ISO7816

功能

........................................................................................................................ 41

功能简述 ....................................................................................................................................................... 41

编程指南 ....................................................................................................................................................... 41

寄存器 ........................................................................................................................................................... 42

10)

嵌入式

E2PROM

数据存储器

................................................................................................ 46

功能简述 ....................................................................................................................................................... 46

编程指南 ....................................................................................................................................................... 46

寄存器 ........................................................................................................................................................... 47

11)

在系统编程与下载工具

....................................................................................................... 48

功能简述 ....................................................................................................................................................... 48

编程指南 ....................................................................................................................................................... 50

程序与数据的下载 ....................................................................................................................................... 51

12)

实时钟及其数字调校

........................................................................................................... 52

功能简述 ....................................................................................................................................................... 52

编程指南 ....................................................................................................................................................... 52

寄存器 ........................................................................................................................................................... 53

PL3201 芯片的使用及典型应用举例..................................................................................................... 55

校表 ...................................................................................................................................................... 55

单相复费率载波通信多功能电表应用............................................................................................... 57

电能计量应用一（电压/电流互感器采样方式）.............................................................................. 58

电能计量应用二（锰铜电阻分压采样方式）................................................................................... 59

载波通讯............................................................................................................................................... 60

红外通讯............................................................................................................................................... 61

XXC PL3201 芯片手册

PL3201 芯片特点及功能概述

1) 特点

☆ 采用 0.35um 超大规模数/模混合 CMOS 制造工艺；

☆ 拥有多项自主知识产权的 SoC（System on Chip）设计；

☆ 内置高精度数字多功能电能计量电路，计量标准完全符合国标 GB/T 17883 和

GB/T 17215（等效于 IEC687/1036）。计量精度达到在 1000:1 的动态范围内误

差小于 0.1%；

☆ 电流通道内置可程序设定增益放大器（PGA）；

☆ 内置双通道电流采样、正/负功指示数字逻辑电路；

☆ 内置有功功率和无功功率计量电路；

☆ 内置电压/电流有效值、相电压频率测量电路；

☆ 内嵌增强型 8051 兼容微处理器；

☆ 内置扩频通信调制/解调电路，兼容 PL3105 通讯方式；

☆ 内置 256 bytes + 1024 bytes SRAM（静态随机存储器）；

☆ 内置 16K bytes E

PROM（电可擦除/可编程）程序存储器；

☆ 内置 60 bytes E

PROM（电可擦除/可编程）数据存储器；

☆ 内置两个可灵活配置的全双工多功能 UART；

☆ 内置三个 8/16 位定时/计数器，一个看门狗定时器以及三个外部中断源；

☆ 内置双通道 ISO7816 接口电路，完全符合国标 GB/T 16649；

☆ 内置可编程频率发生器电路；

☆ 内置可兼容多种协议的红外线通信解码电路；

☆ 内置 4x32/4x24 段 LCD 显示控制/驱动电路或 8*8 段 LED 显示控制/驱动电路；

☆ 内置可数字频率校正的实时钟,并具有秒脉冲输出；

☆ 内置可对电能计量精度和实时钟精度进行温度分段线性补偿的温度频率转换

器；

☆ 内置 2.5V±8%电压源基准；

☆ 内置串行程序存储器编程接口，支持在系统编程（ISP）；

☆ 采用 5V 单电源供电；

☆ 内置完善的电源电压监测电路；

☆ 温度适用范围（工业级标准） -40℃-- +85℃；

2) 功能概述

电能计量部分（必须使用 9.6MHz 晶体）：

☆ 提供高精度电能计量；

☆ 指示正/负功；

☆ 双通道电流采样，具备防窃电功能；

☆ 电流通道内置可调增益放大器（PGA），方便电能计量的多种采样方式；

☆ 具有电压/电流有效值测量以及相电压频率测量功能；

☆ 具有电压过零点和方向指示功能；

XXC PL3201 芯片手册

微处理器部分：

☆ 内嵌的增强型 8051 兼容微处理器，配置 8/16 位ALU 、256 bytes + 1024 bytes

SRAM以及 16K bytes E

PROM、三个 8/16 位定时/计数器，一个看门狗定时器以及三个

外部中断，为用户提供丰富的嵌入式资源和理想的应用开发平台；

☆ 超级指令流水线架构，同等主频情况下 8 倍速于标准 8051 微处理器；

☆ 两个全双工 UART（通用同步/异步接收/发送器），其中 UART0 可配置为 38KHz

红外通信模式。

外围部分：

☆ 扩频通信调制/解调电路，支持 CDMA（码分多址）多地址数据同时传送（Gold 序

列/Kasami 序列），彻底解决了实现多台区通信串扰的远程数据通信，同时向下

兼容 PL3105 通讯方式；载波调制输出可软件配置为正弦波输出或方波输出。

☆ 双通道 ISO7816 接口电路，可分别与 IC 卡或 ESAM/PSAM 进行数据通信，支持 T

＝0 协议,且 IC 卡接口支持外置保护电路逻辑。

☆ IR 红外解码电路，提供高低电平宽度累加值，软件可以灵活处理。

☆ 可编程频率发生器电路，输出频率可软件配置（1.35kHz—5kHz）。

☆ 数据存储区交互电路：支持 RAM 到数据存储区的编程或数据存储区到 RAM 的读操

作功能。

☆ 提供 4*32 段 LCD 显示控制/驱动电路或 8x8 段 LED 显示控制/驱动电路，使显示

模式更加灵活。同时，支持 LCD 独立电池供电显示模式，实现低功耗停电抄表功

能。

☆ 根据系统电源及后备电源的情况（使用电源电压监测电路），完成工作模式的自

动转换以及 MCU、外围电路的复位的功能。

☆ 串行程序存储器编程接口，可实现用户的在系统编程/验证及代码保护功能。

☆ 数字频率校正的实时钟（RTC）以 BCD 码形式提供年、月、日、星期、时、分、

秒和自动闰年闰月（2000-2099）功能。

PL3201 芯片技术指标、封装和管脚定义

1) 电器参数

电特性 ( Ta=25℃,AVDD=5V,DVDD=5V,晶体为 9.6MHz，Fosc=4.8MHz )

测量项目符号测试条件测量点最小典型最大单位

Iwmax

所有功能

使能

12 mA

工作电流

Iwmin

所有功能

禁用

9 mA

工作电压 Vw 标准 5±10% V

参考电压 VREF 2.1±8% V

参考电压温度系数 30 ppm/℃

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