SSP1842
内置时钟单相多功能免校准计量电路
一、概述
SI
PR
二、特点
O
IN
SSP1842 是一颗内置时钟免校准电能计量芯片，适用于单相多功能电能表、智能插座、
智能家电等应用，具有较高的性价比。
SSP1842 集成了 2 路高精度 Sigma-Delta ADC，参考电压，电源管理等模拟电路模块，
以及处理有功功率、电流电压有效值等电参数的数字信号处理电路。
SSP1842 能够测量电流、电压有效值、有功功率、有功电能量等参数，可输出快速电流
有效值（用于过流保护）
，以及波形输出等功能，通过 UART/SPI 接口输出数据，能够充分
满足智能插座、智能家电、单相多功能电能表及用电信息大数据采集等领域的需要。
SSP1842 具有专利防潜动设计，配合合理的外部硬件设计，可确保在无电流时噪声功率
不被计入电能脉冲。
两路独立的 Sigma-Delta ADC，一路电流和一路电压。
电流有效值范围（10mA~35A）@1mohm
有功电能（1w~7700w）@1mohm@220V
可输出电流、电压有效值，快速电流有效值，有功功率，电流电压波形相角
批次出厂增益误差小于 1%，外围元件满足一定条件下可以免校准
电流通道具备过流监控功能，监控阈值及响应时间可设置
电压/电流过零信号输出
内置波形寄存器，可输出波形数据用于负载类型分析
集成 SPI（最快速率支持 900KHz）/UART（4800bps-38400）通信方式
电源掉电监测，低于 2.7V 时，芯片进入复位状态
内置 1.218V 参考电压源
内置振荡电路，时钟约 4MHz
芯片单工作电源 3.3V，低功耗 10mW（典型值）
SSOP10L/TSSOP14 封装
SSP1842 内置时钟单相多功能免校准电能计量电路
三、系统框图
VDD
IP1
IN1
SSP1842
LDO
PGA
SDM
Internal
Clock
Power
On/Reset
UART
/SPI
CF1
ZX
CF2
DSP
VP
VN
PGA
REG
SDM
1.2V
IN
Reference
Voltage
SEL
SCLK
RX/SDI
TX/SDO
GND
O
图 1 内部框图
SI
PR
四、引脚特征
VDD
1
14
TX/SDO
IP
2
13
RX/SDI
IN
3
12
SCLK_BPS
VP
4
11
SEL
GND
5
10
CF1
A1
6
9
ZX
A2_NCS
7
8
CF2
SSP1842
VDD
1
IP
2
10
TX/SDO
9
RX/SDI
SSP1842
IN
3
8
SCLK_BPS
VP
4
7
SEL
GND
5
6
CF1
图 2 TSSOP14L
图 3 SSOP10L
TSSOP14L
SSOP10L
符号
说明
1
1
VDD
2，3
2,3
IP,IN
4
4
VP
电压信号输入端，最大差分电压±100mV(70mV rms)
5
5
GND
芯片地
6
A1
UART 模式时，作为片选功能低位地址。内部默认下拉。
7
A2_NCS
UART 模式时，作为片选功能高位地址。SPI 模式时，作为 CS 片
选控制，低电平有效。内部默认下拉。
8
CF2
电能状态输出，可由 OT_FUNX 寄存器配置，输出多种电能信息
9
ZX
过零监控输出，可由 OT_FUNX 寄存器配置，输出多种电能信息
电源（+3.3V）
电流通道的模拟输入，管脚的最大差分电压±50mV(35mV rms)
10
6
CF1
电能状态输出，可由 OT_FUNX 寄存器配置，输出多种电能信息
11
7
SEL
UART/SPI 通信模式选择（0：UART 1：SPI）
，内部有下拉电阻，
悬空即为 0 电平（UART），管脚直接接到 VDD 即为高电平（SPI）
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12
8
SCLK_BPS
SPI 方式时钟输入；UART 通信模式时可选择波特率
13
9
RX/SDI
UART/SPI 复用管脚，UART RX/SPI DIN
14
10
TX/SDO
UART/SPI 复用管脚，UART TX/SPI DOUT，需要外部上拉电阻
五、电气特性
（VDD =3.3V，GND＝0V，片上基准电压源，内置晶振，25℃，电能通过 CF 输出进行测量）
测量项目
符号
电源 VDD
VDD
功耗
Iop
测量条件
最小
典型
3.0
VDD=3.3V
最大
单位
3.6
V
3
mA
4000:1 输入动态范围
有功电能测量精度
（大信号）
35A~100mA 输入@
1mohm 采样电阻
0.2
%
有功电能测量精度
（小信号）
100mA~50mA 输入@
1mohm 采样电阻
0.4
%
有功电能测量精度
（微小信号）
50mA~10mA 输入@
1mohm 采样电阻
0.6
%
有效值测量精度
（大信号）
35A~100mA 输入@
1mohm 采样电阻
0.2
%
100mA~50mA 输入@
1mohm 采样电阻
2
%
6
%
O
IN
测量范围
SI
PR
有效值测量精度
（小信号）
50mA~10mA 输入@
1mohm 采样电阻
有效值测量精度
（微小信号）
快速有效值响应时间
50Hz
60Hz
可设置为周波/半周波
10
160
mS
8.3
133
mS
过零信号输出延时
571
uS
通道间相角引起测量
误差（容性）
PF08err
相位超前 37
（PF=0.8）
0.5
%
通道间相角引起测量
误差（感性）
PF05err
相位滞后 60
（PF=0.5）
0.5
%
AC 电源抑制 （输出
频率幅度变化）
ACPSRR
IP/N=100mV
0.1
%
DC 电源抑制 （输出
频率幅度变化）
DCPSRR
VP/N=100mV
0.1
%
模拟输入电平（电
流）
电流差分输入（峰值）
50
mV
模拟输入电平（电
压）
电压差分输入（峰值）
200
mV
模拟输入阻抗
370
kΩ
SEL 下拉电阻
SEL（下拉）
56.9
kΩ
模拟输入带宽
（-3dB）
3.5
kHz
1.218
V
内部电压基准
Vref
逻辑输入高电平
VDD=3.3V±5%
逻辑输入低电平
VDD=3.3V±5%
Ver1.0
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2.6
V
0.8
V
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逻辑输出高电平
VDD=3.3V±5%
IOH=5mA
逻辑输出低电平
VDD=3.3V±5%
IOL=5mA
VDD0.5
V
0.5
V
极限参数（T=25℃）
VDD 相当于 GND 电压 ．
．
．
．
．
．
．
．
．
．．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．-0.3V～+4V
模拟输入 IP1, VP 相当于 GND 电压．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．- 4V～+4V
数字输入 UART_SEL、RX/SDI 相当于 GND ．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．．
．
．-0.3V～VDD+0.3V
数字输出 CF、TX/SDO 相当于 GND ．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．．
．
．
．
．
．
．-0.3V～VDD+0.3V
工作温度范围：工业级．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．-40℃～+85℃
存储温度范围 ．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．
．-55℃～+150℃
6.1 寄存器列表
地址
名称
外部
读/写
内部
读/写
位
宽
IN
六、内部寄存器说明
默认值
描述
Reserved
R
W
0x01
I_WAVE
R
W
0x02
V_WAVE
R
W
I_RMS
R
V_RMS
0x05
0x06
0x03
0x04
0x07
0x08
0x09
24
0x000000
保留
20
0x00000
电流波形寄存器，有符号
20
0x00000
电压波形寄存器，有符号
W
24
0x000000
电流有效值寄存器，无符号
R
W
24
0x000000
电压有效值寄存器，无符号
I_FAST_RMS
R
W
24
0x000000
电流快速有效值寄存器，无符号
WATT
R
W
24
0x000000
有功功率寄存器，有符号
CF_CNT
R
W
24
0x000000
有功电能脉冲计数，无符号
FREQ
R
W
16
0x4E20
线电压频率寄存器，无符号
STATUS
R
W
10
0x000
状态寄存器，无符号
SI
PR
0x00
O
电参量寄存器（只读）
用户操作寄存器（读写）
0x12
I_RMSOS
R/W
R
8
0x00
电流有效值小信号校正寄存器
0x14
WA_CREEP
R/W
R
8
0x0B
有功功率防潜寄存器
0x15
I_FAST_RMS
_TH
R/W
R
16
0xFFFF
电流快速有效值阈值寄存器
0x16
I_FAST_RMS
_CYC
R/W
R
3
0x1
电流快速有效值刷新周期寄存器
0x17
FREQ_CYC
R/W
R
2
0x3
线电压刷新寄存器
0x18
OT_FUNX
R/W
R
6
0x24
输出配置寄存器
0x19
MODE
R/W
R
10
0x87
用户模式选择寄存器
0x1A
GAIN_CR
R/W
R
2
0x2
电流模拟增益控制寄存器
0x1C
SOFT_RESET
R/W
R
24
0x000000
写入 0x5A5A5A 时，用户区寄存器复位
0x00
用户写保护设置寄存器。写入 0x55
后，用户操作寄存器可以写入；写入其
他值，用户操作寄存器区域不可写入
0x1D
USR_WRPROT
R/W
R
8
注：通讯协议的数据字节为 24bit，高位无效位补 0。
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6.2 特殊寄存器说明
用户模式选择寄存器（注：X表示0或1都可以）
0x19
MODE
No.
name
default value
[1:0]
Reserved
b00
保留
[2]
CF_EN
b1
有功能量和脉
冲开关
[3]
RMS_UPDATE_SEL
b0
有效值寄存器
刷新时间选择
[4]
Reserved
b0
保留
[5]
AC_FREQ_SEL
b0
交流频率选择
[6]
CF_CNT_CLR_SEL
b0
CF 计数寄存器
读后清零使能
0：关闭
[7]
CF_CNT_ADD_SEL
b1
CF 脉冲能量累
加模式选择
0：代数和累加
UART 通信波特
率选择
b00
No.
[1:0]
[3:2]
SI
PR
输出配置寄存器
0x18
[5:4]
OT_FUNX
name
CF1_FUNX_SEL
CF2_FUNX_SEL
ZX_FUNX_SEL
0：关闭
1：使能
0：400ms
1：800ms
0：50Hz
1：60Hz
1：使能
IN
UART_RATE_SEL
description
1：绝对值累加
0x：波特率由硬件管脚 SCLK_BPS 决定，
接 0 选择 4800bps，接 1 选择 9600bps
10：19200bs
11：38400bps
O
[9:8]
工作模式寄存器
输出配置寄存器
default value
description
b00
00：输出有功能量脉冲
01：输出过流报警
10：输出电压过零指示
11：输出电流过零指示
b01
00：输出有功能量脉冲
01：输出过流报警
10：输出电压过零指示
11：输出电流过零指示
b10
00：输出有功能量脉冲
01：输出过流报警
10：输出电压过零指示
11：输出电流过零指示
状态寄存器
0x09
STATUS
No.
name
default value
description
[0]
CF_REVP_F
b0
脉冲 CF 能量反向指示，负能量时置 1
[1]
CREEP_F
有功功率小于有功防潜动值时置 1
[7:2]
Reserved
保留
[8]
I_ZX_LTH_F
电流过零输出状态指示
[9]
V_ZX_LTH_F
电压过零输出状态指示
Ver1.0
工作状态寄存器
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七、工作原理说明
SSP1842 主要分为模拟信号处理和数字信号处理两块，模拟部分主要包括两通道 PGA、
两通道 Sigma-Delta ADC、内置时钟（internal clock）、上下电监测（Power on/reset）
、LDO 等
相关模拟模块，数字部分为数字信号处理模块（DSP）
。
7.1 电流电压瞬态波形计量
IP
IN
ADC
SINC3
HPF
I_WAVE
PGA
ADC
SINC3
HPF
V_WAVE
IN
VP
PGA
图4
SI
PR
O
如上图所示，电流和电压分别通过模拟模块放大器（PGA）和高精度的模数转换（ADC）
得到两路 1bit PDM 给数字模块，数字模块经过降采样滤波器（SINC3）、高通滤波器（HPF）
及通道偏置校正等模块，得到需要的电流波形数据和电压波形数据（I_WAVE，V_WAVE）
。
采集到的负载电流和电压波形数据以 7.8Kbps 的速率更新，每个采样数据为 20bit 有符
号数，并分别存入波形寄存器(I_WAVE,V_WAVE)，SPI 速率配置大于 375Kbps，可连续读取
一个通道的波形值。
外部
内部
读/写
读/写
I_WAVE
R
V_WAVE
R
地址
名称
0x01
0x02
位宽
默认值
描述
W
20
0x00000
电流波形寄存器
W
20
0x00000
电压波形寄存器
7.2 有功功率
WA_CREEP
RMS_UPDATE_SEL
WATT
ANTI-CREEP
AVERAGE
I_WAVE
×
LPF_
WATT
V_WAVE
WATT
WATT_t
图5
地址
名称
0x06
WATT
Ver1.0
外部
内部
读/写
读/写
R
W
6 / 19
位宽
默认值
描述
24
0x000000
有功功率寄存器,有符号
Shanghai Siproin Microelectronics Co., Ltd.
SSP1842 内置时钟单相多功能免校准电能计量电路
有功功率计算公式：WATT
= 4046∗𝐼𝐼(𝐴𝐴)∗𝑉𝑉(𝑉𝑉)∗COS（φ）
𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉 2
其中，𝐼𝐼(𝐴𝐴)，𝑉𝑉(𝑉𝑉)为通道管脚输入信号的有效值(mV)，φ为 I(A)、V(V)交流信号的相位夹角，
Vref 为内置基准电压，典型值为 1.218V;
该寄存器能显示当前有功功率是正功还是负功，Bit[23]为符号位，Bit[23]=0，当前功率为正
功，Bit[23]=1，当前功率为负功，补码形式。
7.3 有功功率的防潜动
SSP1842 具有专利功率防潜功能，保证无电流输入的时候板级噪声功率不会累积电量。
有功防潜动阈值寄存器（WA_CREEP）为 8bit 无符号数，缺省为 0BH。该值与有功功
率寄存器值对应关系见下面公式，当输入有功功率信号绝对值小于这个值时，输出有功功率
设为零。这可以使在无负载情况下，即使有小的噪声信号，输出到有功功率寄存器中的值为
0，电能不累积。
名称
0x14
WA_CREEP
外部
内部
读/写
读/写
R/W
R
位宽
默认值
描述
8
0x0B
有功功率防潜寄存器
IN
地址
WA_CREEP = 𝑊𝑊𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴 ∗
O
可以根据功率寄存器 WATT 的值设置 WA_CREEP，他们的对应关系：
256
3125
SI
PR
当前通道处于防潜状态时，该通道的有效值不测量，也切除到 0。
7.4 电能计量
SSP1842 提供电能脉冲计量，有功瞬时功率通过一段时间的积分，可获得有功能量，并
可进一步输出校验脉冲 CF，CF_CNT 寄存器保存输出电能脉冲 CF 的个数，具体如下图所
示。
WA_CFDIV
WATT_t
CNT_ADD_SEL CF_CNT_CLR
GEN
_CF
∫
MUX
COUNT
CF_CNT
CF
CF_REVP
CF_EN
图6
地址
名称
0x07
CF_CNT
外部
内部
读/写
读/写
R
W
位宽
默认值
描述
24
0x000000
有功电能脉冲计数，无符号
可直接从有功电能脉冲计数寄存器 CF_CNT 读取用电量，也可通过配置 OT_FUNX 寄
存器后，由 I/O 中断从 CF1/CF2/ZX 引脚直接对脉冲个数进行计数，CF 的周期小于 160ms
时，为 50%占空比的脉冲，大于等于 160ms 时，高电平固定脉宽 80ms。
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工作模式寄存器
0x10
MODE
No.
name
default value
[2]
CF_EN
0b1
有功能量和脉冲开关
[6]
CF_CNT_CLR_SEL
0b0
CF 计数寄存器读后清零使能
位
[7]
CF_CNT_ADD_SEL
0b1
CF 脉冲能量累加模式选择
description
0：关闭
1：使能
0：关闭
1：使能
0：代数和累加
1：绝对值累加
CF_EN 为能量脉冲输出总开关，关闭后，CF_CNT 停止计数，CF1/CF2/ZX 引脚停止输
出电能脉冲计数。
可通过 CF_CNT_CLR_SEL 寄存器，选择 CF 计数寄存器（CF_CNT）读后是否清零。
可通过 CF_CNT_ADD_SEL 对脉冲能量累加模式进行选择。
注意：CF_CNT 寄存器是电能脉冲绝对值累积方式。
1638.4∗256
每个 CF 脉冲的累积时间 tCF=
𝑊𝑊𝑊𝑊𝑊𝑊𝑊𝑊
IN
其中WATT 为对应的有功功率寄存器值（WATT）
。
O
7.5 电流电压有效值
SI
PR
两个通道的有效值，如下图，经过平方电路（X2）、低通滤波器（LPF_RMS）、开根电路
（ROOT），得到有效值的瞬时值 RMS_t，再经过平均得到两个通道的平均值(I_RMS 和
V_RMS)。
I_WAVE
x²
LPF_RMS
AVERAGE
root
I_RMS
I_RMS_t
V_WAVE
x²
LPF_RMS
RMS_UPDATE_SEL
root
AVERAGE
V_RMS
V_RMS_t
RMS_UPDATE_SEL
图7
外部
内部
读/写
读/写
I_RMS
R
V_RMS
R
地址
名称
0x03
0x04
位宽
默认值
描述
W
24
0x000000
电流有效值寄存器，无符号
W
24
0x000000
电压有效值寄存器，无符号
0x19
MODE
工作模式寄存器
No.
name
default value
description
[3]
RMS_UPDATE_SEL
0b0
有效值寄存器刷新时间
设置
0：400ms
1：800ms
设置 MODE[3].RMS_UPDAT_SEL,可选择有效值平均刷新时间是 400ms 或 800ms，默
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SSP1842 内置时钟单相多功能免校准电能计量电路
认 400ms。
当通道处于防潜状态时，该电流通道的有效值为零。
电流有效值转换公式：I_RMS =
电压有效值转换公式：V_RMS =
324004∗𝐼𝐼(𝐴𝐴)
𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉
79931∗𝑉𝑉(𝑉𝑉)
𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉
𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉是参考电压，典型值是 1.218V。
I(A)是 IP、IN 管脚间的输入信号（mV）
；V(V)是 VP 管脚的输入信号(mV)；
7.6 过流检测
IN
SSP1842 可快速采集电流有效值实现过流检测功能。I_WAVE_F 取绝对值后进行半周
波 或 周 波 时 间 累 加 ， 存 于 I_FAST_RMS 寄 存 器 ， 与 电 流 快 速 有 效 值 阈 值 寄 存 器
I_FAST_RMS_TH 进行比较后通过引脚输出过流中断。
AC_FREQ_SEL
FAST_RMS
∫
||
I_WAVE_F
flag_l
>=
O
[23:9]
SI
PR
FAST_RMS_CTRL
[15]
FAST_RMS_CTRL
[14:0]
图8
地址
0x15
名称
外部
内部
读/写
R/W
I_FAST_RMS_TH
读/写
位
宽
默认值
描述
R
16
0xFFFF
电流快速有效值阈值寄存器
通过 I_FAST_RMS_TH 快速有效值阈值寄存器，设定快速有效值阈值（即过流阈值）。
地址
0x00
名称
I_FAST_RMS
外部
内部
读/写
读/写
R
W
有效位
默认值
描述
24
0x000000
电流快速有效值，无符号
取 I_FAST_RMS 寄存器的 Bit[23:9]与过流阀值 I_FAST_RMS_TH [15:0]比较，若大于等
于设置的阀值，则过流报警输出指示管脚 CF1/CF2/ZX 输出高电平。CF1/CF2/ZX 由
OT_FUNX 输出配置寄存器进行设置。
地址
名称
外部
内部
读/写
读/写
有效位
默认值
描述
电流快速有效值刷新
周期寄存器
0x15
Ver1.0
I_FAST_RMS_CYC
R/W
9 / 19
R
3
0x1
000
0.5 周波
001
1 周波
010
2 周波
011
4 周波
其他
8 周波
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SSP1842 内置时钟单相多功能免校准电能计量电路
通过 I_FAST_RMS_CYC 快速有效值刷新周期寄存器，设定快速有效值刷新周期。其中
周波根据 MODE[5]的设置值可选 50H 或者 60Hz。如选择 50hz，默认 1 周波即 20ms 刷新一
次。如选择最快的 0.5 周波累加时，I_FAST_RMS 寄存器的误差会相对较大。
工作模式寄存器
0x19
MODE
No.
name
default value
[5]
AC_FREQ_SEL
0b0
description
交流电频
率选择
0：50Hz
1：60Hz
通过 MODE[5]设置交流电频率。
7.7 线电压频率检测
SSP1842 具有线电压频率检测功能，每个若干设定的周期（FREQ_CYC）刷新一次，所
检测的是全波电压波形。
名称
0x08
FREQ
外部
内部
读/写
读/写
R
W
有效位
默认值
描述
IN
地址
16
0x4e20
线电压寄存器，无符号
线电压刷新时间设置寄存器
R/W
R
2
0x3
O
FREQ_CYC
2 周波刷新
01
4 周波刷新
10
8 周波刷新
11
16 周波刷新
SI
PR
0x17
00
线电压测量的分辨率为 2us/LSB(500KHz 时钟)，相当于 50Hz 线路频率时的 0.01%或
60Hz 线路频率时的 0.012%。线电压寄存器（FREQ）与实际线电压频率的折算关系：
𝑓𝑓测 =
2 ∗ 𝑓𝑓𝑠𝑠
𝐹𝐹𝐹𝐹𝐹𝐹𝐹𝐹
其中默认模式下 f_s=500KHz；对于 50Hz 的市电网络，测得 FREQ 的值为 20000(十进
制)，对于 60Hz 的市电网络，测得 FREQ 的值为 16667(十进制)。
另外，电压有效值低于过零判断阈值时，线电压频率检测关闭。
7.8 过零检测
SSP1842 提供电压和过零过零检测，可
由引脚 CF1/CF2/ZX 输出过零信号，管脚输
出零表示波形正半周，管脚输出 1 表示波形
负半周。与实际输入信号的时延 570us。
570us
ZX
图9
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0x18
OT_ FUNX
No.
name
[3:2]
[5:4]
default value
CF1_FUNX_SEL
CF2_FUNX_SEL
ZX_FUNX_SEL
description
0b00
CF1 输出选择位：
b00:输出有功能量脉冲
b01:输出过流报警
b10:输出电压过零指示
b11:输出电流过零指示
0b01
CF2 输出选择位：
b00:输出有功能量脉冲
b01:输出过流报警
b10:输出电压过零指示
b11:输出电流过零指示
0b10
ZX 输出选择位：
b00:输出有功能量脉冲
b01:输出过流报警
b10:输出电压过零指示
b11:输出电流过零指示
IN
[1:0]
输出配置寄存器
0x19
STATUS
No.
name
[9]
工作状态寄存器
default value
description
I_ZX_LTH_F
0b0
电流过零输出状态指
示
V_ZX_LTH_F
0b0
电压过零输出状态指
示
SI
PR
[8]
O
通过 OT_ FUNX 对输出管脚进行配置（SSOP10L 封装只有 CF1）
。
0：电流过零高于阈值
1：电流过零低于阈值
0：电压过零高于阈值
1：电压过零低于阈值
若电压或电流有效值过低，过零检测输出信号不稳定。
当电压有效值 V_RMS 高 5bit 等于 0 时，V_ZX_LTH_F 为 1，表示电压有效值过低，小
于满量程的 1/32，电压过零指示关闭，保持为 0。
当电流有效值 I_RMS 高 6bit 等于 0 时，I_ZX_LTH_F 为 1，表示电流有效值过低，小于
满量程的 1/64，电流过零指示关闭，保持为 0。
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八、通讯接口
SSP1842 提供 SPI 和 UART 两种通讯接口，这两个接口是复用的。寄存器数据均按 3 字
节（24bit）发送，不足 3 字节的寄存器数据，未使用位补 0，凑足 3 字节发送。
8.1 SPI
通过管脚 SEL 选择，SEL=1，与 UART 复用
从模式
半双工通讯，通讯率可配，最大通讯速率 900Khz
8-bit 数据传输，MSB 在前，LSB 在后
固定一种时钟极性/相位（CPOL=0，CPHA=1）
可三线或者四线通信，当 A2_NCS 固定接 0 时，相当于三线通信，当 A2_NCS 由主机
IN
控制时，相当于四线通信。
工作模式
8.1.1
O
主设备工作在 Mode1：CPOL=0，CPHA=1，即空闲态时，SCLK 处于低电平，数据发送
是在第 1 个边沿，也就是 SCLK 由低电平到高电平的跳变，所以数据采样是在下降沿，数据
SI
PR
发送是在上升沿。
图 10
8.1.2
帧结构
在通信模式下，先发送 8bit 识别字节(0x58) 或(0xA8)，(0x58)是读识别字节，(0xA8)是
写识别字节，然后再发送寄存器地址字节，决定访问寄存器的地址（请参见 SSP1842 寄存器
列表）
。下图分别示出读出和写入操作的数据传送顺序。一帧数据传送完成，SSP1842 重新
进入通信模式。每次读/写操作所需的 SCLK 的脉冲个数均为 48 位。
帧结构有两种，分别说明如下：
1） 写操作帧
Ver1.0
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Write CMD
1
0
1
0
1
0
Register Address
0
0
A
7
A
6
A
5
A
4
A
3
A
2
Data_LSB
Data_MSB
A
1
A
0
D
7
D
6
D
5
D
4
D
3
D
2
D
1
D
0
D
7
D
6
D
5
D
4
D
3
D
2
Checksum
D
1
D
0
D
7
D
6
D
5
D
4
D
3
D
2
D
1
D
0
其中校验和字节 CHECKSUM 为（
（0xA8 + ADDR + DATA_H + DATA_M+ DATA_L）&
0xFF）再按位取反。
2） 读操作帧
Read CMD
0
1
0
1
1
0
Register Address
0
0
A
7
A
6
A
5
A
4
A
3
A
2
A
1
A
0
Data_MSB
D
7
D
6
D
5
D
4
D
3
Data_LSB
D
2
D
1
D
0
D
7
D
6
D
5
D
4
D
3
D
2
Checksum
D
1
D
0
D
7
D
6
D
5
D
4
D
3
D
2
D
1
D
0
写入操作时序
8.1.3
O
IN
其中校验和字节 CHECKSUM=（
（0x58 + ADDR + DATA_H + DATA_M+ DATA_L）&
0xFF）再按位取反。
注：数据为固定 3 字节（高字节在前，低字节在后，数据有效字节不足 3 字节的，无效
位补 0）
。
SI
PR
串行写入顺序按下述方式进行。帧识别字节{0xA8}，表示数据传送操作时写入。ADDR
为需要写入数据的寄存器地址，MCU 将需要写入 SSP1842 的数据位在 SCLK 的下沿之前准
备好，
在 SCLK 的该时钟的下沿开始移入寄存器数据。
寄存器数据的所有其余位也在该 SCLK
的下沿进行左移移位操作 （图 11）
。
SDI
ADDR[7:0]
DATA_H,M,L[7:0]
CHECKSUM[7:0]
SDO
图 11
8.1.4
读出操作时序
在对 SSP1842 进行数据读出操作期间，在 SCLK 的上升沿，SSP1842 将相应的数据位
移出到 SDO 逻辑输出管脚，在接下来的 SCLK 为 1 的时间内，SDO 数值保持不变，即在下
一个下降沿时，外部设备可以对 SDO 值进行采样。在进行数据读出操作时 MCU 必须先发
送读命令帧。
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SSP1842 内置时钟单相多功能免校准电能计量电路
SDI
ADDR[7:0]
DATA_H,M,L[7:0]
SDO
CHECKSUM[7:0]
图 12
当 SSP1842 处于通信模式时，帧识别字节{0x58}，表示下一个数据传送操作是读出。然
后紧跟的字节是待读出目标寄存器的地址。SSP1842 在 SCLK 的上升沿开始移出寄存器中的
数据（图 14）
。寄存器数据的所有其余位在随后的 SCLK 上升沿被移出。因此，在下降沿，
外部设备可以对 SPI 的输出数据进行采样操作。一旦读出操作结束，串行接口便重新进入通
IN
信模式。这时，SDO 逻辑输出在最后一个 SCLK 信号的下降沿进入高阻状态。
SPI 接口的容错机制
8.1.5
O
SPI 接口的软复位功能，通过 SPI 接口下发 6 个字节的 0xFF，可单独对 SPI 接口进行复位。
8.2.1
SI
PR
8.2 UART
概述
SSP1842 可采用 UART 通信方式。UART 接口仅需两个低速光耦，就能实现隔离通信。
通过管脚 SEL 选择，SEL=0，与 SPI 复用
工作在从模式
半双工通讯，波特率可软硬件配置为 4800bps，9600bps，19200bps，38400bps
8-bit 数据传输，无校验位，停止位 1
支持数据包读取
TSSOP14L 封装可支持器件片选功能，硬件片选地址管脚为[A1，A2_NCS]，可选器件 0~3
8.2.2
0x19
波特率设置
使用模式寄存器 UART_RATE_SEL（MODE[9:8]）和管脚 SCLK_BPS 进行波特率配置；
MODE
工作模式寄存器
No.
[9:8]
Ver1.0
name
UART_RATE_SEL
default value
0b00
14 / 19
description
UART 通信
波特率选
择
00
SCLK_BPS 引脚=0:4800bps
SCLK_BPS 引脚=1:9600bps
01
同 00
10
19200bps
11
38400bps
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芯片每次上电时 RATE_SEL 复位值为 0x0，此时根据管脚 SCLK_BPS 确定波特率。
每个字节格式
8.2.3
t2
t1
By te
Start B
D0
D1
D2
D3
t3
D4
D5
D6
D7
Stop B
以波特率=4800bps 为例：
起始位低电平持续时间 t1=208us
有效数据位时间持续 t2=208*8=1664us
停止位高电平持续时间 t3=208us
写入时序
IN
8.2.4
主机 UART 写数据时序如下图所示，主机先发送命令字节{1,0,1,0,1,0,A2,A1}，然后
发送需要写入数据的寄存器字节（ADDR）
，接下来依次发送数据字节（低字节在前，高字节
在后，数据有效字节不足 3 字节的，无效位补 0），最后校验和字节。
{1,0,1,0,1,0,
A2,A1}
DATA[0:7]
ADDR[0:7]
……
t1
t1
t1
CHECKSUM[0:7]
DATA[16:23]
SI
PR
RX
O
t0
{1,0,1,0,1,0,A2,A1}为写操作的帧识别字节。假设{A2,A1}=10，器件地址 2，帧识别字节
为 0xAA。
ADDR 为写操作对应的 SSP1842 的内部寄存器地址。
CHECKSUM 字节为
（{1,0,1,0,1,0,A2,A1}+ADDR+DATA[7:0]+DATA[15:8]+DATA[23:16]）
&0xFF 取反。
读取时序
8.2.5
主机 UART 读数据时序如下图所示，主机先发送命令字节{0,1,0,1,1,0,A2,A1}，然后发
送需要读取的地址字节（ADDR）
，接下来 SSP1842 依次发送数据字节（低字节在前，高字
节在后，数据有效字节不足 3 字节的，无效位补 0）
，最后校验和字节。
t0
RX
(0,1,0,1,1,0,
A2,A1)
ADDR[0:7]
TX
DATA[0:7]
t1
帧头
t0
t2
……
DATA[16:23]
……
CHECKSUM[0:7]
t4
t3
{0,1,0,1,1,0,A2,A1}为读操作的帧识别字节，假设{A2,A1}=10，器件地址 2，帧识别字节
为 0x5A，ADDR 为读操作对应的 SSP1842 的内部寄存器地址。
CHECKSUM 字节为
（{0,1,0,1,1,0,A2,A1}+ADDR+DATA[7:0]+DATA[15:8]+DATA[23:16]）
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& 0xFF 再按位取反。
注：SSOP10L 封装的器件地址是 0，即{A2,A1}=00。
时序说明：
说明
Min
t1
MCU 发送字节间的间隔时间
t2
读操作时 MCU 发送寄存器地址结束到 SSP1842 发送字节
的间隔时间
t3
帧间隔时间
t4
SSP1842 发送字节之间的间隔时间
Type
0
150
0.5
Max
Unit
20
mS
uS
uS
0
uS
数据包发送模式
8.2.6
通过命令“{0,1,0,1,1,0,A2,A1}+ 0xAA”
，SSP1842 会返回一个全电参数数据包。返回的
HEAD
2
IN
数据包共 22 个字节，当使用 4800bps 时，用时约 48ms。全电参数包格式：
3
I_RMS[23:16]
4
V_RMS[7:0]
发送字节顺序
内容
0
0x55
I_RMS[15:8]
SI
PR
I_RMS
I_RMS[7:0]
O
1
V_RMS
I_FAST_RMS
WATT
CF_CNT
FREQ
STATUS
CHECKSUM
5
V_RMS[15:8]
6
V_RMS[23:16]
7
I_FAST_RMS[7:0]
8
I_FAST_RMS[15:8]
9
I_FAST_RMS[23:16]
10
WATT[7:0]
11
WATT[15:8]
12
WATT[23:16]
13
CF_CNT[7:0]
14
CF_CNT [15:8]
15
CF_CNT [23:16]
16
FREQ [7:0]
17
FREQ [15:8]
18
0x00
19
STATUS [7:0]
20
0x00
21
0x00
22
checksum=（{0,1,0,1,1,0,A2,A1} + 0x55 + data1_l + data1_m + data1_h +…….）& 0xff
再按位取反
Ver1.0
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UART 接口的保护机制
8.2.7
SSP1842 的 UART 通信提供超时保护机制：
帧超时复位，如果字节与字节之间的间隔时间超过 20ms，UART 接口复位。
手动复位，UART 连续收到超过 32 个“0”，UART 接口复位。
SI
PR
O
IN
帧识别字节或者 checksum 字节错误，则该帧数据放弃
注：UART 模式多片通信时，每发送一帧等待一个帧超时时间后或者发送一个手动复位
后才能发送下一帧。
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九、封装
SI
PR
O
IN
9.1 SSOP10L
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SI
PR
O
IN
9.2 TSSOP14L
上海矽朋微电子有限公司
http://www.siproin.com
上海市翔殷路 128 号 1 号楼 C 座 2 楼
TEL：021-65106929
200433
FAX：021-65077897
Ver1.0
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