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单相计量芯片RN8209C用户手册-v1-5
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更新于2023-03-16
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单相计量芯片RN8209C用户手册-v1-5。RN8209能够测量有功功率、无功功率、有功能量、无功能量,并能同时提供两路独立的有功功率和有效值、电压有效值、线频率、过零中断等,可以实现灵活的防窃电方案。RN8209支持全数字的增益、相位和offset校正。有功电能脉冲从PF管脚输出,无功电能脉冲/用户自定义电能脉冲频率从QF引脚输出。RN8209C提供串行接口UART,固定波特率4800,管脚复位与UART输入引脚RX复用。RN8209D提供串行接口SPI和UART,方便与外部MCU之间进行通信。
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Renergy
单相多功能防窃电专用计量芯片
RN8209C/RN8209D
深圳市锐能微科技有限公司
page 1 of 46 Rev 1.5
RN8209C/RN8209D 用户手册
Data: 2014-3-20
Rev: 1.0
Data:2014-3-29
Rev:1.1
Data:2014-8-26
Rev:1.2
Data:2014-12-22
Rev:1.3
Data:2015-1-7
Rev:1.4
Data:2015-1-29
Rev:1.5
Renergy
单相多功能防窃电专用计量芯片
RN8209C/RN8209D
深圳市锐能微科技有限公司
page 2 of 46 Rev 1.5
版本更新说明
版本号 修改时间 修改内容
V1.0 2014-3-20
创建
V1.1 2014-3-29
修改文字错误
V1.2 2014-8-26
增加内部未开放功能:
电能寄存器 2A/2C 功能定义更改;
扩展频率测量范围,增加 35H 寄存器;
RN8209D 的 RX 引脚也支持复位功能;
对 RX 引脚复位功能做补充说明;
修改错误:
2.7 章节关于 Hfconst 寄存器地址的描述错误;
修改一些文字错误;
V1.3 2014-12-22
3.2.2 hfconst 计算公式修改
HFConst= INT [14.8528*Vu*Vi*10^11/(EC*Un*Ib)]
改为:
HFConst=INT[16.1079*Vu*Vi*10^11/(EC*Un*Ib)]
V1.4 2015-1-7
第 18 页寄存器列表中 2A 和 2C 寄存器说明更改;
冻结电能寄存器冻结时间从 572.1793ms 更改为
572.1397ms。
V1.5 2015-1-29
修改电能冻结时间为:2048*1024 个晶振周期,V1.4
版中为 2048 个晶振周期。
修改功率寄存器 Read 行 APA23 、22、21、20 角标,
使其与 BIT31、30、29、28 角标对应。
修改手册页脚版本为 Rev 1.5。
目录
Renergy
单相多功能防窃电专用计量芯片
RN8209C/RN8209D
深圳市锐能微科技有限公司
page 3 of 46 Rev 1.5
1 芯片介绍.......................................................................................................................................... 4
1.1 芯片特性 .............................................................................................................................. 4
1.2 功能简介 .............................................................................................................................. 4
1.3 功能框图 .............................................................................................................................. 5
1.4 管脚定义 .............................................................................................................................. 5
1.5 典型应用 .............................................................................................................................. 8
2 系统功能.......................................................................................................................................... 9
2.1 电源监测 .............................................................................................................................. 9
2.2 系统复位 .............................................................................................................................. 9
2.3 模数转换 ............................................................................................................................ 10
2.4 有功功率 ............................................................................................................................ 10
2.5 无功功率 ............................................................................................................................ 11
2.6 有效值 ................................................................................................................................ 12
2.7 能量计算 ............................................................................................................................ 12
2.8 通道切换 ............................................................................................................................ 13
2.9 频率测量 ............................................................................................................................ 13
2.10 过零检测 ........................................................................................................................... 14
2.11 中断 ................................................................................................................................... 14
2.12 寄存器 ............................................................................................................................... 15
3 校表方法........................................................................................................................................ 31
3.1 概述 .................................................................................................................................... 31
3.2 校表流程和参数计算 ........................................................................................................ 31
3.3 举例 .................................................................................................................................... 34
4 通信接口........................................................................................................................................ 36
4.1 SPI 接口 ............................................................................................................................. 36
4.2 UART 接口 ........................................................................................................................ 38
5 电气特性........................................................................................................................................ 43
6 芯片封装........................................................................................................................................ 45
Renergy
单相多功能防窃电专用计量芯片
RN8209C/RN8209D
深圳市锐能微科技有限公司
page 4 of 46 Rev 1.5
1 芯片介绍
1.1 芯片特性
计量
提供三路∑-△ADC
有功电能误差在 8000:1 动态范围内<0.1%,支持 IEC62053-22:2003 标准要求
无功电能误差在 8000:1 动态范围内<0.1%,支持 IEC62053-23:2003 标准要求
提供两路电流和一路电压有效值测量,在 1000:1 动态范围内,有效值误差<0.1%
提供一路脉冲频率发生器,可用于对用户自定义功率进行电能量累加积分
提供三路 ADC 的瞬时采样值
潜动阈值可调
提供反相功率指示
提供电压通道频率测量
提供电压通道过零检测
提供参考基准监测功能
软件校表
电表常数(HFConst)可调
提供增益和相位校正
提供有功、无功、有效值 offset 校正
提供小信号校表加速功能
提供配置参数自动校验功能
提供 SPI/UART 接口
具有电源监控功能
具备电能寄存器定时冻结功能
UART 的 RX 输入引脚同时具备管脚复位功能
RN8209 +5V/3.3V 电源供电,功耗典型值为 15mW@5V、8mW@3.3V
内置 1.25V±1% 参考电压,温度系数典型值 5ppm/℃,最大 15ppm/℃
采用 SSOP24(RN8209D)/SOP16L(RN8209C)绿色封装
1.2 功能简介
RN8209 能够测量有功功率、无功功率、有功能量、无功能量,并能同时提供两路独立的
有功功率和有效值、电压有效值、线频率、过零中断等,可以实现灵活的防窃电方案。
RN8209 支持全数字的增益、相位和 offset 校正。有功电能脉冲从 PF 管脚输出,无功电
能脉冲/用户自定义电能脉冲频率从 QF 引脚输出。
RN8209C 提供串行接口 UART,固定波特率 4800,管脚复位与 UART 输入引脚 RX 复用。
RN8209D 提供串行接口 SPI 和 UART,方便与外部 MCU 之间进行通信。
Renergy
单相多功能防窃电专用计量芯片
RN8209C/RN8209D
深圳市锐能微科技有限公司
page 5 of 46 Rev 1.5
RN8209 内部的电源监控电路可以保证上电和断电时芯片的可靠工作。
1.3 功能框图
电源监控
1.25V
REF
串行接口
REFV
DVDDDGND
AVDD
AGND
V1P
V1N
OSCI OSCO SDO/TX
SDI/RX SCLK/B0
R
V2N
V2P
PF
QF
CONTROL&
REGISTERS
时钟控制
X1 X2 X4
V3N
脉冲生成器
通道A有功功率
通道B有功功率
通道A有效值
通道B有效值
+
-
ADC
ADC
ADC
X1 X2 X8 X16
+
-
+
-
PGA
PGA
V3P
EMU
fadc
fadc
fadc
femu
Ctrl® bus
IRQ_N/
ZX
RST_N
SCSN/B1
IS
X1 X2 X4
电压有效值
电压线频率
PGA
用户自定义功率
无功功率
图 1-1 系统框图
1.4 管脚定义
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
20
19
18
17
16
15
14
13
RN8209D
12
22
21
24
23
RST_N
AVDD
REFV
V1P
V1N
V2P
V2N
V3P
V3N
AGND
NC
IS
IS=1
QF
PF
IRQ_N/ZX
NC
OSCO
OSCI
DVDD
DGND
SCSN
SCLK
SDI
SDO
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
20
19
18
17
16
15
14
13
RN8209D
12
22
21
24
23
RST_N
AVDD
REFV
V1P
V1N
V2P
V2N
V3P
V3N
AGND
NC
IS
RX/RST_N
TX
IS=0
QF
PF
IRQ_N/ZX
NC
OSCO
OSCI
DVDD
DGND
B1
B0
图 1-2 RN8209D-SSOP24 管脚排列图
表 1-1 RN8209D-SSOP24 管脚功能说明
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祁崎
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