技术
0 引言
CS5460A是美国Crystal公司推出的一款用于测量电压、电流、功率、能量的集成芯片，该芯片的主要特点是精度高、性能强、成本低且无需微控制器也可独立运行，它是CS5460的增强版。C8051F310是美国Silicon Labs公司推出的一款具有8051内核的高性能单片机，它的运行速度为普通8051单片机的12倍，主要特点是高速率、低功耗、外围器件少、可靠性高。所以，本文基于芯片CS5460A和单片机C8051F310设计了一种用于测量电压电流值的电压电流表。
1 系统电路设计
1.1 C8051F310简介
C8051F310是一款完全集成的混合信号片上系统型MCU芯片。它具有高速、流水线结构且与8051兼容的CIP-51内核，工作频率可达25MIP-S，片内有全速、非侵入式系统调试接口。此外，此单片机还带有模拟多路器、真正的10位、 200ksps的25通道单端/差分ADC。其片内RAM为1280字节。C8051F310内含4个通用的16位定时器、高精度可编程的25 MHz的内部振荡器和可硬件实现的SMBus/C、增强型UART和增强型SPI串行接口等。
1.2 CS5460A简介
CS5460A是带有串行接口的单相双向功率/电能计量集成电路。此芯片具有测量瞬时电压、瞬时电流、瞬时功率、电压有效值、电流有效值、功率有效值及电能计量的功能。CS5460A内部集成了两个可同时采样的△-∑模/数转换器、高、低通数字滤波器、能量计算单元、双向串行接口、数字/频率转换器、寄存器阵列和看门狗定时器等模拟、数字信号处理单元。其中双向串行接口和寄存器阵列可以方便地与微处理器(MPU)相连接，从而实现电压、电流、功率、电能的测量。
1.3 系统总体设计
本电压电流测量系统的总体框图如图l所示。该设计通过电压互感器和电流互感器来对回路的电压、电流信号进行采样，并将得到的电压、电流信号输入到芯片CS5460A的电压电流信号输入端，两路信号在芯片内部实现A/D转换，并通过内部运算将电流、电压等各种数据的结果存入指定的寄存器中。以等待单片机C8051F310通过芯片CS5460A的串行接口读取，最后将其结果通过LED数码管显示出来。
2 接口电路设计
2.1 电压电流信号输入接口设计
