BL6523GX

BL6523GX 单相多功能电能计量芯片 版本更新说明： 版本号 修改时间 修改内容 修改人 V1.0 V1.01 创建 增加 UART 通信的时序要求说明 增加软复位延时时间说明 修改功率因数寄存器描述，补码 修改部分错误描述 修改 VAOS，RMS_CREEP，I_PKLVL、 V_PKLVL 描述 版本升级修改 修改部分错误描述 HCJ HCJ 2014/01/22 2014/05/08 2014/07/25 V1.02 2015/06/18 V1.1 V1.11 2015/11/20 2015/11/22 1/33 HCJ HCJ HCJ HCJ v1.11 BL6523GX 概述 特点  单相多功能电能计量芯片 高精度，在输入动态工作范围（6000:1）内， BL6523GX 是一颗宽量程单相多功能电子电 非线性测量误差小于 0.1% 能计量芯片，适用于简单单相多功能或单相电力  大信号稳定性， Ib 点 CF 输出跳动小于 0.01% 线载波电能表应用，具有较高的性价比。  小信号稳定性， 0.02%Ib 点 CF 跳动小于 0.1%  芯片可精确测量正负两个方向的有功功率， ADC，参考电压，电源管理等模拟电路模块，以及 输出快速输出脉冲（CF） 处理有功功率、视在功率、电流电压有效值等电 芯片有两个电流采样端，采样火线和零线电 参数的数字信号处理电路。  BL6523GX 集成了 3 路高精度 Sigma-Delta 流   BL6523GX 具有两个电流采样端，分别采样火 芯片给出电压和双电流的有效值，测量范围 线和零线电流，当两者相差超过设定的阈值时， （20mA~12Ib） 发出指示信号，表明有窃电行为或错误接线,可根 芯片具有双重防潜动设计，确保在大于 48 据设定的阈值实现双通道自动切换。 小时的潜动实验中，不出大于 1 个脉冲 BL6523GX 能够测量单相有功能量、视在能量、  芯片具有电压失压和断相检测功能 功率因子、电流电压有效值、线频率等参数；具  芯片上有电源电压监测电路，检测掉电状况 有失压及过压监测功能；电流电压峰值检测；过  芯片具有可编程增益调整和相位补偿 零检测，能够充分满足单相多功能电能表的需要。  功率因子（PF）测量范围（20mA~12Ib）  芯片内置参考电压源 2.5V，也可使用外部 外部硬件设计，可通过 0.5mT 外部强磁场干扰实 2.5V 电压。内部具有基准掉电检测，防止外 验。另在超过 48 小时的潜动实验中，确保不出大 部电容击穿造成的快走。 于 1 个脉冲。 BL6523GX 具有专利防潜动设计，配合合理的  芯片外接晶振 3.58MHz  芯片单工作电源 5V，低功耗 25mW（典型值） 部 MCU 之间进行计量参数以及校表参数的传递。  BL6523GX 为 UART 接口芯片，通信速率固定 通讯接口特殊设计，具有高可靠性。可通过软复 为 4800bps 位功能复位 BL6523GX，确保计量可靠。 BL6523GX 集成一个 UART 接口。以方便与外 BL6523GX 支持全数字域的偏置补偿、增益调 整、相位校正（最大±0.635°可调）等。有功功 率校验输出快速脉冲 CF，可以直接接到标准表进 行误差校正。 相关专利申请中 BL6523GX 符合新国家电网标准。 管脚与系统框图 1 16 IAP IBP 2 15 VDD IBN 3 14 RX VP 4 13 TX VN 5 12 GND 11 CLKIN 10 CLKOUT 9 CF VREF 6 GND 7 /RST 8 BL6523GX IAN VDD 参考电压源 电源监控 IAP IAN 电流 采样A IBP IBN 电流 采样B 模数 转换 模数 转换 VP VN 电压 采样 模数 转换 SOP16 数字 信号 处理 BL6523GX GND 上海贝岭股份有限公司 上海市宜山路 810 号 021-24261000 CLKOUT CLKIN VREF 2 / 33 时钟 电流电压有效值 功率因子 有功/视在功率值 有功/视在能量值 电流不平衡检测 电流电压峰值检测 电压失压断相检测 多种中断事件 中断 U A R T 输出 RX TX CF /RST V1.11 BL6523GX 单相多功能电能计量芯片 1. 引脚定义（SOP16） 管脚号 符号 说明 16,1 IAP，IAN 电流通道的模拟输入，管脚的最大差分电压±660mV，增益可以调整， 详见寄存器 GAIN。由于内部有 ESD 保护电路，如果电压过压在±1.5V 时，仍然不会出现太大的破坏。 2，3 IBP，IBN 电流通道的模拟输入，管脚的最大差分电压±660mV，增益可以调整， 详见寄存器 GAIN。由于内部有 ESD 保护电路，如果电压过压在±1.5V 时，仍然不会出现太大的破坏。 4，5 VP，VN 电压通道的模拟输入，管脚的最大差分电压±660mV，详见寄存器 GAIN。 （同上，信号最大幅度为±1.5V） 6 VREF 参考电压端，片内基准电压标称值 2.58%，温度系数典型值为 5ppm/C。外部参考源可以接在这个管脚上。另外，该管脚需要使用 1uF 的陶瓷电容消除对地耦合。 7 GND 内部模拟电路参考地。这个管脚应该绑定到模拟接地板上或是系统中 最为稳定地静态地，此静态地使用在所有的模拟电路中，为了将芯片 中地信号中的噪声降至最低，静态地平面只能在一点上连接数字地平 面。 8 /RST 芯片复位信号输入，低电平有效。 9 CF 校验脉冲输出脚，此管脚给出了有功功率的信息，这个输出可用来较 表，满刻度下的输出频率可以通过 WA_CFNUM 来调整。在计量小功 率时，CF 定脉宽为 90ms。当计量大功率时，CF 输出周期小于 180ms 时，CF 的脉宽为周期的一半。 10 CLKOUT 晶振可以通过该管脚和 CLKIN 管脚一起为芯片提供时钟，当外部时 钟和晶振被引入时，该管脚可以驱动一个 CMOS 负载。 11 CLKIN 内部模拟电路及数字处理电路的主时钟，可引入外部时钟。晶振可并 联在 CLKIN 和 CLKOUT 上为芯片提供时钟源，时钟频率为 3.58MHz。 22pF 和 33pF 间的陶瓷负载电容可以使用在晶振电路中。 12 GND 13 TX 串行接口的数据输出端。 14 RX 串行接口的数据输入端。RX 管脚复用/RST 复位功能 15 VDD 内部模拟电路参考地。 正电源（+5V） ，提供模拟部分电源，正常工作时电源电压应该保持在 +4.5V~5.5V 之间。 上海贝岭股份有限公司 上海市宜山路 810 号 021-24261000 3 / 33 V1.11 BL6523GX 单相多功能电能计量芯片 2. 封装尺寸 SOP16 3. 极限范围 （T = 25 ℃） 项目 符号 极值 单位 电源电压 VDD VDD -0.3 ~ +7 V 模拟输入电压（相对于 GND） IAP、IBP、VP -6 ~ +6 V 数字输入电压（相对于 GND） RX -0.3 ~ VDD+0.3 V 数字输出电压（相对于 DGND） CF、TX -0.3 ~ VDD+0.3 V 工作温度 Topr -40 ~ +85 ℃ 贮藏温度 Tstr -55 ~ +150 ℃ 功耗（SSOP24） P 80 mW 4. 电参数 （VDD = 5V，GND＝0V，片上基准电压源，3.58MHz 晶振，25℃） 测量项目 符号 测量条件 测量点 有功功率测量误 差 （绝对误差） WATT_err 6000:1 输入动态 范围 有功功率测量跳 动 （大信号） Δ Ib 有功功率测量跳 动 （小信号） 典型 最大 单位 CF 0.1 0.3 % Ib=5A 输入，测 试 2 圈平均 CF 0.006 0.01 % Δ 0.02%Ib 0.02%Ib 输入， 测试 1 圈 CF 0.1 0.2 % 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 上海贝岭股份有限公司 上海市宜山路 810 号 021-24261000 4 / 33 最小 0.01 % V1.11 BL6523GX 单相多功能电能计量芯片 DC 电源抑制 （输 出频率幅度变化） DCPSRR VP/N=100mV 0.1 % 电压有效值测量 精度（相对误差） VRMSerr 0.4%Ib~12Ib input DR 0.3 % 电流有效值测量 精度（相对误差） IRMSerr 0.4%Ib~12Ib input DR 0.3 % 模拟输入电平 差分输入（峰值） 1200 模拟输入阻抗 mV 370 kΩ 14 kHz 模拟输入带宽 （-3dB） 模拟输入增益误 差 外部 2.5V 基准 电压 -4 +4 % 模拟输入相间增 益匹配误差 外部 2.5V 基准 电压 -1.5 +1.5 % 内部电压基准 Vref 基准偏差 Vreferr 温度系数 TempCoef VREF 2.5 5 逻辑输入高电平 VDD=5V±5% 逻辑输入低电平 VDD=5V±5% 逻辑输出高电平 VDD=5V±5% 逻辑输出低电平 VDD=5V±5% V ±200 mV 15 ppm/℃ 2.6 V 0.8 4 V V 1 V 5.5 V 电源 VDD VDD AIDD IAVDD VDD=5.25V 3 mA DIDD IDVDD VDD=5.25V 2 mA 4.5 5、工作原理 5.1 系统框图 电流信号和电压信号先分别经增益放大器（PGA）和高精度的模数转换（ADC）将模 拟信号转换为数字信号，后通过降采样滤波器（SINC4）、高通滤波器（HPF）滤去高频噪 声与直流偏移，得到需要的电流波形数据和电压波形数据。 将电流波形数据和电压波形数据相乘，便得到瞬时有功功率，接着经过低通滤波器 （LPF1） ，输出平均有功功率。这里分别计算了电流通道 A 和电流通道 B 的平均有功功率。 选择其中一路有功功率通过积分，可获得有功能量。 电流波形数据和电压波形数据分别通过平方电路（X2） 、低通滤波器（LPF）、开根电路 （ROOT） ，分别得到电流有效值和电压有效值。 电流有效值和电压有效值的乘积可以获得视在功率，有功功率和视在功率的比例为功率 因子。 当 A 和 B 通道的电流有效值或有功功率相差一定数值，或 A 和 B 通道的平均有功功率 相差一定数值时候，输出 FAULT 信号，指示两相不平衡状况。 上海贝岭股份有限公司 上海市宜山路 810 号 021-24261000 5 / 33 V1.11 BL6523GX 单相多功能电能计量芯片 BL6523GX System Block IA_WAVE IAP IAN PGA ADC GAIN[3:0] VP VN PGA ADC PGA SINC4 × HPF Phase SINC4 GAIN[7:4] Phase SINC4 x² LPF x² + LPF root x² + LPF + WA_LOS_L + × root ANTICREEP × LPF ANTICREEP IB_PEAK IA_RMS ANTICREEP root × IB_RMS ANTICREEP V_RMS V_RMSGN RMS_CREEP WATTHR A_WATTGN A_WATT × PEAK IB_RMSGN RMS_CREEP V_RMSOS IA_WAVE × IB_WAVE IA_RMSGN RMS_CREEP IB_RMSOS V_WAVE V_CHOS V_PEAK IB_CHGN IB_CHOS IA_RMSOS IB_WAVE V_CHGN HPF PHCAL[15:8] IA_WAVE + IA_PEAK V_WAVE PEAK × HPF PHCAL[23:16] ADC PEAK + IA_CHGN IA_CHOS PHCAL[7:0] GAIN[11:8] IBP IBN Phase × ʃ(P+N) + ÷ ʃP V_WAVE WA_REVP WA_CREEP A_WATTOS PWAHR B_WATTOS × LPF ANTICREEP × ʃN WA_LOS_H WA_CFDIV NWAHR + ʃT(P+N) B_WATT IB_WAVE CF LINE_WATTHR B_WATTGN LINECYC IA_RMS IA_RMS COMP ÷ IB_RMS × IB_RMS PF × + VAGN VAOS FAULT A_WATT V_RMS ʃ VAHR VA COMP B_WATT 上海贝岭股份有限公司 上海市宜山路 810 号 021-24261000 6 / 33 V1.11 BL6523GX 单相多功能电能计量芯片 5.2 前端波形计算 IA_WAVE IAP IAN PGA GAIN[3:0] ADC Phase SINC4 HPF × + PEAK IA_PEAK IA_CHGN IA_CHOS PHCAL[7:0] 前端波形计算包括增益放大器（PGA） 、高精度的模数转换（ADC）、相位校正（PHASE） 、 降采样滤波器（SINC4） 、高通滤波器（HPF）及通道增益调整等模块，得到需要的电流波 形数据和电压波形数据（IA_WAVE,IB_WAVE,V_WAVE） 。 （上图以 A 通道电流为例） 5.2.1 前端增益调整 BL6523GX 每个模拟通道具有一个可编程益放大器 PGA，其可选增益 7 级可调整。增 益选择可以通过对增益寄存器（GAIN）的写入来实现，GAIN 的缺省值为 000H。 增益寄存器各用 4 位用来选择电流通道或电压通道的 PGA。电流 A 通道用[3:0]位，电 流 B 通道用[7:4]位，电压 V 通道用[11:8]位。 如电流 A 通道，用[3:0]位调整。 x000 = 1 倍 x001 = 2 倍 x010=4 倍 x011=8 倍 x100=16 倍 x101=24 倍 x110=32 倍 x111 不可设 5.2.2 相位补偿 BL6523GX 提供了对电流电压通道间相位误差进行数字校准的方法。它通过在电流通道 或电压通道，引入一个可数字设置的时间延时，来补偿由于外部 PCB 布局布线所造成的通 道间的相位误差。这种方法只适用于±0.635范围的小相位误差。注意，利用时移技术来修 正大的相位误差会在高次谐波中引入显著的相位误差。 相位校准寄存器（PHCAL）是二进制 24 位寄存器，其中[7:0]补偿电流 A 通道、[15:8] 补偿电流 B 通道、[23:16]补偿电压 V 通道，缺省值为 000000H。每 8 位中最高位为使能位， 以电流 A 通道为例，[7]＝0 时，关闭补偿；[7]＝1 时，补偿有效。用[5:0]位细调延时时间， 1LSB 对应 1 个延时，最大 63 个延时，每个延时 0.5587us。对于 50Hz 的输入信号，相应最 小相位补偿的分辨率为 0.01，最大可调 0.635。 5.2.3 输入偏差校正 BL6523GX 还包含了输入偏差校正寄存器（IA_CHOS，IB_CHOS、V_CHOS） ，这些 16 位寄存器的缺省值为 0000H。它们以 2 的补码形式的数据来分别消除电流 A 通道、电流 B 通道和电压 V 通道模数转换带来的偏差。这里的偏差可能是源于输入以及模数转换电路本 身产生的 offset。偏差校正可以使在无负载情况下输入波形 offset 接近 0。 上海贝岭股份有限公司 上海市宜山路 810 号 021-24261000 7 / 33 V1.11 BL6523GX 单相多功能电能计量芯片 5.2.4 通道增益校正 BL6523GX 还包含了通道增益校正寄存器（IA_CHGN，IB_CHGN、V_CHGN），该寄 存器为 16 位带符号数，缺省值为 0000H。它们以 2 的补码形式的数据来调整电流 A 通道、 电流 B 通道和电压 V 通道的增益，可调节范围±50%。 Output WAVE  WAVE  (1  CHGN ) 216 例如：在 IA_CHGN 中写入 7FFFH（十六进制），输出波形幅度增大了 50％，因为 7FFFH ＝32767（十进制） ，32767/65535＝0.5。类似的，写入 8001H 时，输出波形幅度减小 50％。 5.3 有功电能计量原理 将电流波形数据和电压波形数据相乘，便得到瞬时有功功率，接着经过低通滤波器 （LPF1） ，输出平均有功功率。这里分别计算了电流通道 A 和电流通道 B 的平均有功功率。 选择其中一路有功功率通过积分，可获得有功能量。 （下图以 A 通道为例） IA_WAVE × WA_LOS_L LPF V_WAVE A_WATTGN ANTICREEP WA_REVP × WA_CREEP + A_WATT A_WATTOS 5.3.1 有功计算原理 电能计量主要把输入的电压和电流信号按照时间相乘，得到功率随着时间变化的信息， 假设电流电压信号为余弦函数，并存在相位差Ф ，功率为： p(t )  V cos(wt )  I cos(wt  ) 令  =0 时： p(t )  VI (1  c o s2(wt ) 2 令   0 时： p(t )  V cos( wt )  I cos( wt   )  V cos( wt )  I cos( wt ) cos( )  sin( wt ) sin( ) VI (1  cos(2wt )) cos( )  VI cos( wt ) sin( wt ) sin( ) 2 VI VI  (1  cos(2wt )) cos( )  sin(2wt ) sin( ) 2 2  p(t)称为瞬时功率信号，理想的 p(t)只包括两部分：直流部分和频率为 2ω 的交流部分。 前者又称为瞬时实功率信号，瞬时实功率是电能表测量的首要对象。 如若电流电压信号非余弦函数，则可按傅立叶变换将信号展开为余弦函数的谐波，同样 可按上述 p(t)=v(t)*i(t)计算，此处不再详述。 上海贝岭股份有限公司 上海市宜山路 810 号 021-24261000 8 / 33 V1.11 BL6523GX 单相多功能电能计量芯片 5.3.2 有功功率偏差校正 有功功率偏置寄存器（A_WATTOS、B_WATTOS） ，是 16 位寄存器，缺省值为 0000H。 这些寄存器以 2 的补码形式表示。A_WATTOS 用来消除采用电流 A 通道计量的有功功率中 出现的偏差；B_WATTOS 用来消除采用电流 B 通道计量的有功功率中出现的偏差；这里的 偏差可能是源于功率计算中 PCB 板上以及集成电路本身产生的两通道间的串扰。偏差校正 可以使在无负载情况下有功功率寄存器中的值接近 0。 ActivePowe r  ActivePowe r0  WATTOS（详细公式见寄存器说明） 5.3.3 有功功率增益调整 有功功率的增益可以通过增益寄存器（A_WATTGN、B_WATTGN）来分别调节采用电 流 A 通道计量的有功功率和采用电路 B 通道计量的有功功率的范围，该寄存器为 16 位带符 号数，缺省值为 0000H。下式说明了有功功率增益寄存器是如何来做增益调节的： Output WG  Active Power  (1  WG ) 216 例如：在 A_WATTGN 中写入 7FFFH（十六进制） ，功率输出便增大了 50％，因为 7FFFH ＝32767（十进制），32767/65535＝0.5。类似的，写入 8001H 时，功率输出减小 50％。 B_WATTGN 的使用方式相同。 5.3.4 有功功率的防潜动 BL6523GX 包含两种防潜动方式：功率阈值防潜和时间阈值防潜。 防潜动阈值寄存器（WA_CREEP） ，为 24 位。寄存器分成两部分，低 12 位 WA_CREEP_L 以无符号数的形式来设定一个功率防潜动阈值，缺省为 02BH。当输入有功功率信号绝对值 小于这个阈值时，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。  0 , | WATT | WA _ CREEP _ L WATT   WATT , | WATT | WA _ CREEP _ L 防潜动阈值寄存器（WA_CREEP） ，高 12 位 WA_CREEP_H 以无符号数的形式来设定 一个定时器阈值，缺省 FFFH。内部存在一个定时器寄存器 TIME_CREEP，每当检测有 CF 脉冲输出时，寄存器 TIME_CREEP 就被置为 WA_CREEP_H 的值。如果没有检测到 CF 脉 冲输出时 TIME_CREEP 寄存器值就递减，如果在 TIME_CREEP 寄存器减值到 0 时仍无 CF 信号输出时，寄存器 TIME_CREEP 会产生一个清零信号，产生 CF 脉冲的内部能量累计寄 存器会被清零。清零后定时器寄存器 TIME_CREEP 仍然恢复到 WA_CREEP_H 值，重新开 始计时。WA_CREEP_H 可以由用户写入或读出，缺省值为 FFFH，该寄存器的分辨率为 4.6s/ LSB，这样最大防潜动时间约为 5h06m。如 WA_CREEP_H=216H，对应防潜动时间阈值为 40 分钟，在 40 分钟内如果无 CF 输出时，CF 能量累计寄存器会被清零，不会有 CF 输出。 定时防潜方式在 MODE[6]=1 时候开启，MODE[6]=0 时关闭；功率阈值防潜方式一直 工作。 定时防潜方式可以应用于通过 0.5mT 的外强磁场实验，首先外部硬件电路设计应确保 强磁场干扰下，芯片输入干扰功率小于芯片正常的启动功率，设置定时防潜时间大于正常的 启动时间，并留有一定余量，可以通过 0.5mT 的外强磁场实验。也可应用于长时间防潜， 确保任意时间长短的潜动测试不会有多于一个脉冲发生。 上海贝岭股份有限公司 上海市宜山路 810 号 021-24261000 9 / 33 V1.11 BL6523GX 单相多功能电能计量芯片 5.3.5 有功功率的小信号补偿 BL6523GX 包含了一个有功功率小信号补偿寄存器（WA_LOS） ，这个 24 位寄存器以 2 的补码形式的数据来补偿输入小信号时有功功率的误差。高 12 位补偿 B 相功率，其中[23] 为符号位，低 12 位补偿 A 相功率，其中[11]为符号位，缺省值为 000000H。 5.3.6 反向指示阈值 BL6523GX 包含了一个反向指示阈值寄存器（WA_REVP），这个 12 位寄存器以无符号 数的形式来设定一个阈值。当输入有功功率信号为负功并且绝对值大于这个阈值时，输出反 向指示 REVP。该寄存器仅影响 STATUS[6](REVP 标志位)，不影响 A_WATT、B_WATT 寄 存器的符号位。如果中断屏蔽寄存器（MASK）中相应的 REVP 使能位置为逻辑 1，则/IRQ 逻辑输出变为有效低电平（BL6523G 适用）。 通过 MODE[19]的设置可选择平均功率寄存器的符号位还是实时功率符号位作为 STAUTS[6]的反向指示。 5.4 能量计算 有功功率通过积分，可获得有功能量。 WATTHR ʃ(P+N) ÷ ʃP WATT CF PWAHR ʃN WA_CFDIV NWAHR ʃT(P+N) LINE_WATTHR LINECYC 5.4.1 能量计算原理 功率和能量的关系可以表示作： Power  dEnergy dt 反过来就是: Energy   Power dt 在 BL6523GX 中，通过在一个 53 位内部寄存器中连续累加有功功率信号来得到有功能 量，有功能量寄存器 WATTHR[23:0]取出此内部寄存器的高 24 位作为有功能量输出。这里 离散信号的连续累加和连续信号的积分是一样的道理，即：  E   p(t )dt LimT 0 { P(nT )  T } n 0 这里 n 为采样个数，T 为采样周期，有功功率采样周期 T 为 1.1us。 这样对功率信号进行累加还可以消除功率信号中没有滤除干净的交流信号。有功功率信 上海贝岭股份有限公司 上海市宜山路 810 号 021-24261000 10 / 33 V1.11 BL6523GX 单相多功能电能计量芯片 号在内部有功功率寄存器中连续进行累加。 功率信号 WATT 进入 55 位的内部积分器进行叠加，然后将内部寄存器的高 24 写入有 功能量寄存器（WATTHR） ，满幅输入时，寄存器溢出的时间大约为 10 分钟。当有功能量寄 存器（WATTHR）的最高位为 1 时，给出半满指示 APEHF，如果中断屏蔽寄存器中相应的 APEHF 使能位置为逻辑 1，则/IRQ 逻辑输出变为有效低电平。 下图显示了在模拟输入满幅度时，有功能量信号在内部寄存器中的累加过程： 5.4.2 线周期能量计算原理 同样，BL6523GX 还提供线能量寄存器（LINE_WATTHR） ，在 LINECYC 寄存器设置 线周期累计时间，20mS/LSB。在设定的 n 个线周期内，功率信号 WATT 进入 32 位的内部 积分器进行叠加，然后将内部寄存器的高 24 写入线周期能量寄存器（LINE_WATTHR） 。之 后 LINE_WATTHR 寄存器每隔 n 个线周期时间刷新一次。 线周期能量累计主要用于快速校表。 5.4.3 正向有功能量计算 正向功率和正向能量的关系可以表示作： PWATT  d ( PWAHR ) dt 反过来就是: PWAHR   ( PWATT ) dt 在 BL6523GX 中，通过在一个 49 位内部寄存器中连续累加正向有功功率信号来得到正 向有功能量，正向有功能量寄存器 PWAHR [23:0]取出此内部寄存器的高 24 位作为正向有功 能量输出。这里离散信号的连续累加和连续信号的积分是一样的道理，即：  E   p(t )dt LimT 0 { P(nT )  T } n 0 这里 n 为采样个数，T 为采样周期，BL6523GX 中采样周期 T 为 1.1us。 这样对功率信号进行累加还可以消除功率信号中没有滤除干净的交流信号。正向功率信 号 WATT 进入 49 位的内部积分器进行叠加，然后将内部寄存器的高 24 写入正向有功能量 寄存器（PWAHR） ，寄存器溢出的时间大约为 10 分钟。 上海贝岭股份有限公司 上海市宜山路 810 号 021-24261000 11 / 33 V1.11 BL6523GX 单相多功能电能计量芯片 5.4.4 反向有功能量计算 同样反向功率和反向能量的关系可以表示作： NWATT  d ( NWAHR) dt 反过来就是: NWAHR   NWATT dt 在 BL6523GX 中，通过在一个 49 位内部寄存器中连续累加反向有功功率信号来得到反 向有功能量，反向有功能量寄存器 NWAHR[23:0]取出此内部寄存器的高 24 位作为反向有功 能量输出。 反向功率信号 WATT 进入 49 位的内部积分器进行叠加，然后将内部寄存器的高 24 写 入反向有功能量寄存器（WAHR_N） ，寄存器溢出的时间大约为 10 分钟。 5.4.5 频率输出 为了校验，BL6523GX 还提供了能量频率转换，除了厂家最初的校验，终端用户也要经 常进行能量计量器的校准。对于厂家，校准所使用的最一般的方法就是产生一个与输出功率 （能量）成正比的脉冲输出。这个脉冲输出可以通过一个简单的、单线、光学隔离端口连接 到外部校验设备上。 BL6523GX 中可选择输出有功能量累计（WATTHR） 、正功能量累计（PWAHR）、负功 能量累计（NWAHR） ，然后根据 CF 缩放比例寄存器（WA_CFDIV）提供的系数，通过数字 到频率转换产生的是一个 CF 脉冲输出，CF 需要定脉宽 90ms。在负载稳定的条件下，输出 频率正比于有功功率。当 AC 输入端为满刻度，WA_CFDIV=010H 时，最大的输出频率大约 为 0.5kHz。 BL6523GX 用寄存器（WA_CFDIV）来设置 CF 的频率。这个 12 位无符号寄存器可以 在很宽范围的范围内调节 CF 频率，缺省值为 001H。当设置 WA_CFDIV[x]为 1 时，其的缩 放比例为（2^（x－4） ） 。 由于滤波器不可能是完全理想的，所以低通后乃至 DFC 后的信号都会含有 Sin(2wt)的 成分，下图是能量随时间变化曲线，其中那条虚直线是理想的有功能量曲线，等于 V×I×t， 而实际中的能量曲线是实型曲线，因为正弦信号的平均值为零，所以正弦波纹不会影响能量 信号的累积。然而，在输出频率中可以观察到这些正弦波纹，尤其是在频率比较高的时候。 负载越大、频率越高，这种正弦波纹会越明显。这是因为频率越高，能量频率转换时信号累 加平均的时间就越短，正弦变化也就越明显。因而，选择比较低的频率输出可以很大程度上 减小正弦变化现象的影响，有利于脉冲校准。还有，可以通过使用更长的时钟门限时间来平 均输出频率，得到同样的效果。 上海贝岭股份有限公司 上海市宜山路 810 号 021-24261000 12 / 33 V1.11 BL6523GX 单相多功能电能计量芯片 5.5 有效值计算 电流波形数据和电压波形数据分别通过平方电路（X2） 、低通滤波器（LPF）、开根电路 （ROOT） ，分别得到电流有效值和电压有效值。 IA_WAVE x² LPF + root IA_RMSOS × ANTICREEP IA_RMS IA_RMSGN RMS_CREEP 5.5.1 有效值计算原理 有效值也就是信号的均方根（Root Mean Square－RMS），一个连续信号的均方根计算 如下： T 1 V 2 (t )dt  T 0 Vrms  对于离散数字信号，该公式变为： 1 N Vrms  N V 2 (i) i 1 5.5.2 有效值偏差校正 BL6523GX 包含了有效值偏置寄存器（IA_RMSOS、IB_RMSOS 和 V_RMSOS），这些 16 位寄存器的缺省值为 0000H。它们以 2 的补码形式的数据来分别消除电流 A 通道、电流 B 通道和电压 V 通道的有效值计算中出现的偏差。这种偏差可能来源于输入噪声，因为在 计算有效值中有一步平方运算，这样可能引入由噪声产生的直流偏置。偏差校正可以使在无 负载情况下有效值寄存器中的值接近 0。 通道中 IRMSOS 寄存器的校准方式如下，以电流通道 A 为例即有： I ARMS  I ARMS 0  IA _ RMSOS  213 2 这里 IARMS0 为未进行校正前的电流有效值。IB_RMSOS 和 V_RMSOS 寄存器的校准方 式同上。 5.5.3 有效值增益调整 有效值的增益可以通过有效值增益寄存器（IA_RMSGN、IB_RMSGN 和 V_RMSGN） 来调节有效值的范围，这些寄存器是 16 位带符号数，其缺省值为 0000H。，与有功功率增益 寄存器一样，它们分别调节电流 A 通道、电流 B 通道和电压 V 通道的有效值的增益。 例如：在 V_RMSGN 中写入 7FFFH，电压 V 通道的有效值输出便增大了 50％，写入 8001H 时，电压 V 通道的有效值输出就减小 50％。 5.5.4 有效值测量阈值 可以设置有效值测量阈值寄存器 RMS_CREEP 来限制有效值测量的下限制。 当输入有效值小于这个阈值（该值内部自动扩大 4 倍）时，输出有效值设为零。这可以 使在无负载情况下，即使有小的噪声信号，输出到有效值寄存器中的值为 0。 | RMS | RMS _ CREEP  2 2  0 RMS   2 RMS, | RMS | RMS _ CREEP  2 上海贝岭股份有限公司 上海市宜山路 810 号 021-24261000 13 / 33 V1.11 BL6523GX 单相多功能电能计量芯片 5.6 视在功率及能量计算 电流有效值和电压有效值的乘积可以获得视在功率，有功功率和视在功率的比例为功率 因子。 WATT IA_RMS ÷ PF IB_RMS × V_RMS × + VAGN VAOS ʃ VAHR VA 5.6.1 视在功率计算 视在功率由电流有效值和电压有效值相乘得到。 VA  I _ RMS  V _ RMS 5.6.2 视在能量计算 视在能量由视在功率的积分来得到，即： VA _ Energy   VA Power (t ) dt 在 BL6523GX 中，通过在一个 49 位内部寄存器中连续累加视在功率信号来得到视在能 量，此内部寄存器的高 24 位又存入视在能量寄存器 VAHR[23:0]。这里离散信号的连续累加 和连续信号的积分是一样的道理，即：  VA _ Energy  LimT 0{VA _ Power (nT )  T } n0 这里 n 为采样个数，T 为采样周期，BL6523GX 中采样周期 T 为 1.1us。 视在功率信号被连续地累加到内部寄存器中，这里的累加仍是有符号加法。视在能量寄 存器（VAHR）溢出的时间大约为 10 分钟。 当视在能量寄存器（VAHR）的最高位为 1 时，给出半满指示 VAPEHF，如果中断屏蔽 寄存器中相应的 VAPEHF 使能位置为逻辑 1，则/IRQ 逻辑输出变为有效低电平。 5.6.3 功率因子 功率因子由有功功率除以视在功率得到。 PF  WATT VA PF 寄存器为一个带符号数，则 24’h7FFFFF 表示功率因子＝1，24’h800000 表示功率因 子＝－1，24’h400000 表示功率因子＝0.5。  PF  (符号位)  PF22 2-1  PF21 2-2  PF20 2-3  ...  PF1 2-22  PF [0]  223 上海贝岭股份有限公司 上海市宜山路 810 号 021-24261000 14 / 33 V1.11  BL6523GX 单相多功能电能计量芯片 5.6.4 视在功率偏差校正 视在功率偏差寄存器（VAOS） ，是 16 位寄存器，缺省值为 0000H，以 2 的补码形式表 示。VAOS 用来消除视在功率计算中出现的偏差。偏差校正可以使在无负载情况下视在功率 寄存器中的值接近 0。 VA  VA0  VAOS 5.6.5 视在功率增益调整 视在功率的增益可以通过增益寄存器 VAGN 来调节有功功率的范围，下式说明了视在 功率增益寄存器是如何来做增益调节的： Output VA  VA0  (1  VAGN ) 216 5.7 工作模式选择 5.7.1 能量累计时用功率选择 BL6523GX 采用双电流采样，同时测量两相功率，默认以 A 相功率进行能量累计，输 出 CF。工作模式寄存器（MODE）的 MODE[0]可以被用户写入，当 MODE[0]＝0 时，以 A 相功率进行计量；当 MODE[0]＝1，以 B 相功率进行计量。 工作模式寄存器（MODE）的 MODE[1]可以被用户写入，当 MODE[1]＝0 时，当检测 到 A、B 两通道不平衡时，不自动进行切换，此时依据用户写入 MODE[0]的值决定由 A 通 道还是 B 通道进行计量；当 MODE[1]＝1，当检测到 A、B 两通道不平衡时，就自动进行切 换，由数值大的通道作为计量通道，不平衡判断阈值通过 MODE[11:10]设定。详见 5.7.4 章 节 “不平衡判断” 。 5.7.2 高通滤波器使用选择 BL6523GX 在模数转换电路之后，电流电压通道中均有高通滤波器以消除 offset。工作 模式寄存器（MODE）的 MODE[4：2]可以由用户入，默认为 0，表示使用高通滤波器。测 量交流信号时需要开启高通滤波器。 当 MODE[2]＝0 时，A 通道的电流通过高通滤波器；当 MODE[2]＝1，A 通道的电流不 通过高通滤波器。同样，当 MODE[3]＝0 时，B 通道的电流通过高通滤波器；当 MODE[3] ＝1，B 通道的电流不通过高通滤波器。同样，当 MODE[4]＝0 时，电压通过高通滤波器； 当 MODE[4]＝1，电压不通过高通滤波器。 5.7.3 能量累加模式选择 工作模式寄存器（MODE）的 MODE[9：8]可以被用户写入，默认为 2’b00，表示能量 累加模式采用绝对值累加，这时 CF 输出对应绝对值累加的能量。MODE[9：8]＝2’b01 时， 表示累加正功，这时 CF 输出对应正功累加的能量。MODE[9：8]＝2’b10 时，表示能量累加 模式采用代数和累加，这时 CF 输出对应代数和累加的能量。MODE[9：8]＝2’b11，表示累 加负功，这时 CF 输出对应负功累加的能量。 5.7.4 不平衡判断 BL6523GX 包可以对不平衡比较阈值进行设置。工作模式寄存器（MODE）的 MODE[11： 上海贝岭股份有限公司 上海市宜山路 810 号 021-24261000 15 / 33 V1.11 BL6523GX 单相多功能电能计量芯片 10]可以被用户写入，默认为 2’b00，表示不平衡的判断阈值为 12.5%，当火线和零线的采样 电流的有效值的差值或两相功率差值超过设定的阈值时，输出错误用电指示信号 FAULT。 如果中断屏蔽寄存器（MASK）中相应的 FAULT 使能位置为逻辑 1，则/IRQ 逻辑输出变为 有效低电平。MODE[11:10]=2’b11 时，表示阈值＝10.1％；MODE[11:10]=2’b10 时，表示阈 值＝3.125％；MODE[11:10]=2’b01 时，表示阈值＝6.25％；MODE[11:10]=2’b00 时，表示阈 值＝12.5％。 具体切换流程如下： 5.7.5 通道不平衡检测方式选择 工作模式寄存器（MODE）的 MODE[5] 为通道不平衡检测方式选择，默认为 1’b0，使 用 A 和 B 通道的电流有效值来比较用电的不平衡状态；为 1 时使用 A 相功率和 B 相功率来 比较用电的不平衡状态；两种比较方式下，比较阈值及通道切换方式都一样 5.7.6 防潜动模式选择 工作模式寄存器（MODE）的 MODE[6] 为防潜动模式选择，默认为 1’b0，使用功率阈 值比较方式防潜动；为 1 时候，开启定时防潜方式； 5.8 电参数监控 5.8.1 电源供电监视 BL6523GX 上包含一块片上电源监视电路，能够连续检测模拟电源（AVDD）。如果电 源电压小于 4.2V±5%，则 BL6523GX 不被激活（不工作），也就是说当电源电压小于 4.2V 时，芯片处于复位状态。这种做法可以保证设备在电源上电掉电时保持正确的操作。此电源 监视电路有滞后及滤波机制，能够在很大程度上消除由于噪声引起的错误触发。一般情况下， 电源供电的去耦部分应该保证在 AVDD 上的波纹不超过 5V5%。 上海贝岭股份有限公司 上海市宜山路 810 号 021-24261000 16 / 33 V1.11 BL6523GX 单相多功能电能计量芯片 5.8.2 过零检测 BL6523GX 在电压通道中有一个过零检测电路，当电压从负向到正向过零，输出过零信 号 ZX。如果中断屏蔽寄存器（MASK）中对应的 ZX 位也设置为逻辑 1，就会输出一个有效 的中断请求/IRQ。只有从负向到正向过零才会产生中断。 5.8.3 过零超时 过零检测电路还连接着一个检测过零信号超时的寄存器 ZXTOUT，每当检测电压通道 有过零信号时 ZXTOUT 就置为初始值。如果无过零信号时就递减，如果超长时间仍无过零 信号输出时，该寄存器中的值会变为 0，这时中断状态寄存器中相应的位 ZXTO 被置 1，如 果中断屏蔽寄存器中的对应的使能位 ZXTO 也为 1 时，则过零信号超时事件也会反映在中 断管脚/IRQ 上。无论中断寄存器中相应的使能位设置有无，中断状态寄存器（MASK）中 的 ZXTO 标志位总是在 ZXTOUT 寄存器减为 0 时被设置为有效 1。 过零超时寄存器 ZXTOUT 可以由用户写入或读出，初始值为 FFFFH。该寄存器的分辨 率为 70.5us/ LSB，这样一个中断的最大延迟时间就被限制为 4.369s。 下图显示了当线电压一直为一个固定直流信号时，检测过零超时的机制： 5.8.4 线电压跌落检测 BL6523GX 可以通过编程的方式来指示，当线电压有效值低于某一峰值的时间超过一定 的半周期数时，给出线电压跌落指示。 上海贝岭股份有限公司 上海市宜山路 810 号 021-24261000 17 / 33 V1.11 BL6523GX 单相多功能电能计量芯片 如上图所示，当电压有效值小于跌落电压阈值寄存器（SAGLVL）中设定的阈值并且跌 落时间超过跌落线周期寄存器（SAGCYC）中的设定时间（图示为超过第 6 个半周期后， SAGCYC[7:0]＝06H） ，线电压跌落事件通过设置中断状态寄存器中的 SAG 标志位来记录下 来。如果中断屏蔽寄存器（MASK）中相应的 SAG 使能位置为逻辑 1，则/IRQ 逻辑输出变 为有效低电平。 跌落电压阈值寄存器（SAGLVL）可以由用户写入或读出，初始值为 FFFH。跌落线周 期寄存器（SAGCYC）也可以由用户写入或读出，初始值为 FFH。该寄存器的分辨率为 10ms/ LSB，这样一个中断的最大延迟时间就被限制为 2.55s。 5.8.5 峰值检测 BL6523GX 可以记录电流通道和电压通道的最大绝对值，分别存储在电流 A 瞬态峰值 寄存器（IA_PEAK） 、电流 B 瞬态峰值寄存器（IB_PEAK）和电压瞬态峰值寄存器（V_PEAK） 中。这 3 个寄存器都是 24 位无符号数。刷新频率 100Hz。 5.8.6 电流电压过载监控 BL6523GX 可以通过编程方式来设定电流和电压有效值的门限值，由峰值门限寄存器 （I_PKLVL、V_PKLVL）设定。 当 A 通道电流有效值大于电流峰值门限（I_PKLVL）设定的阈值时，给出电流过载指 示 PKIA，如果中断屏蔽寄存器（MASK）中相应的 PKIA 使能位置为逻辑 1，则/IRQ 逻辑 输出变为有效低电平。 同样，当 B 通道电流有效值大于电流峰值门限（I_PKLVL）设定的阈值时，给出电流 过载指示 PKIB，如果中断屏蔽寄存器（MASK）中相应的 PKIB 使能位置为逻辑 1，则/IRQ 逻辑输出变为有效低电平。 同样，当电压有效值大于电压峰值门限（V_PKLVL）设定的阈值时，给出电压过载指 示 PKV，如果中断屏蔽寄存器（MASK）中相应的 PKV 使能位置为逻辑 1，则/IRQ 逻辑输 出变为有效低电平。 备注：/IRQ 逻辑输出仅 BL6523G 适用。 5.9 中断 中断由中断状态寄存器（STATUS）进行指示。 中断状态寄存器(STATUS)中的标志位在读操作后会自动清零， 5.10 串行通讯接口 UART（BL6523GX） BL6523GX 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。 4800bps 工作。 所有的通信由 MCU 向 BL6523GX 发送命令启动。 BL6523GX 工作在从模式， 半双工通信。 UART 口设置：通信波特率为 4800bps，无校验，停止位 1； 上海贝岭股份有限公司 上海市宜山路 810 号 021-24261000 18 / 33 V1.11 BL6523GX 单相多功能电能计量芯片 每个字节格式 t1 By te Start Bit t2 D0 D1 D2 D3 t3 D4 D5 D6 D7 Stop Bit t1=t3=208uS; t2=208*8=1664uS. 读寄存器数据操作流程如下： t1 RX 0x35 t2 Addr 0x35 t3 TX t4 Data_L t4 Data_M t4 Data_H SUM 0x35 为读操作的帧识别字节； Addr 为读操作对应的 BL6523GX 的内部寄存器地址； SUM 字节为（Addr+Data_L+Data_M+Data_H）&0xFF 取反； 写寄存器数据操作流程如下： t1 RX 0xCA t1 Addr t1 Data_L t1 Data_M t1 Data_H t2 SUM 0xCA TX 0xCA 为写操作的帧识别字节； Addr 为写操作对应的 BL6523GX 的内部寄存器地址； SUM 字节为（Addr+Data_L+Data_M+Data_H）&0xFF 取反； 说明 Min t1 MCU 发送字节间的间隔时间 0 t2 帧间隔时间 0.5 t3 读操作时 MCU 发送寄存器地址结束 到 BL6523GX 发送字节的间隔时间 72 uS t4 BL6523GX 发送字节之间的间隔时间 116 uS Type Max Unit 20 mS uS UART 接口参数： 通信波特率：4800bps±10% UART 接口的保护机制： BL6523D 的 UART 通信提供超时保护机制，如果字节与字节之间的间隔时间超过 22.68mS， 则 UART 接口自动复位。 如果帧识别字节 0x35/0xCA 错误或 SUM 字节错误，则该帧数据放弃。 UART 模块复位：RX 管脚低电平超过 6.52mS 后拉高，UART 模块复位。 5.11 复位功能 5.11.1 RST 管脚复位 RST 管脚拉低 32uS 以上，拉高 300uS 后芯片复位； 5.11.2 RX 管脚复用复位 RX 管脚检测到连续 20mS 低电平，RX 拉高 300uS 后芯片复位； 5.11.3 指令复位 通过写入软复位指令后等待 300uS 后芯片复位；详见软复位设置 SOFT_NRST； 上海贝岭股份有限公司 上海市宜山路 810 号 021-24261000 19 / 33 V1.11 BL6523GX 单相多功能电能计量芯片 6、寄存器 6.1 寄存器列表 地址 名称 外部 读/写 内部 读/写 位 数 默认 值 描述 电参量寄存器（内部写） 01H IA_WAVE R W 24 0 电流 A 波形寄存器，补码，刷新率 14KHz 02H IB_WAVE R W 24 0 电流 B 波形寄存器，补码，刷新率 14KHz 03H V_WAVE R W 24 0 电压 V 波形寄存器，补码，刷新率 14KHz 04H LINE_ WATTHR R W 24 0 线周期累计有功能量寄存器 05H IA_RMS R W 24 0 电流 A 有效值寄存器，刷新率 2.5Hz 06H IB_RMS R W 24 0 电流 B 有效值寄存器，刷新率 2.5Hz 07H V_RMS R W 24 0 电压 V 有效值寄存器，刷新率 2.5Hz 08H PF R W 24 0 功率因子寄存器，刷新率 2.5Hz 09H FREQ R W 24 0 线电压频率/周期寄存器 0AH A_WATT R W 24 0 电流 A 通道计量的平均有功功率寄存 器，补码，刷新率 2.5Hz 0BH VA R W 24 0 平均视在功率寄存器，刷新率 2.5Hz 0CH WATTHR R W 24 0 有功能量寄存器 0DH VAHR R W 24 0 视在能量寄存器 0EH PWAHR R W 24 0 正功能量寄存器 0FH NWAHR R W 24 0 负功能量寄存器 10H IA_PEAK R W 24 0 电流 A 瞬态峰值寄存器，刷新率 100Hz 11H IB_PEAK R W 24 0 电流 B 瞬态峰值寄存器， 刷新率 100Hz 12H V_PEAK R W 24 0 电压 V 瞬态峰值寄存器，刷新率 100Hz 13H B_WATT R W 24 0 电流 B 通道计量的平均有功功率寄存 器，补码，刷新率 2.5Hz 校表寄存器（外部写，除 3AH） 14H MODE R/W R 24 000000 H 工作模式寄存器，详见“工作模式选 择”说明 15H GAIN R/W R 12 000H 增益寄存器，详见“前端增益调整” 说明 16H FAULTLVL R/W R 12 044H 电流或两相功率不平衡屏蔽阈值寄存 器（内部倍 2^8）；在选择有效值比较 或功率比较时，本寄存器值是不同的， 上海贝岭股份有限公司 上海市宜山路 810 号 021-24261000 20 / 33 V1.11 BL6523GX 单相多功能电能计量芯片 需要重新设置； 17H WA_CREEP R/W R/W 24 FFF02 BH 低 12 位为，防潜动功率阈值寄存器 （内部倍 2^4，该值等于 20ppm，最大 FFF 等于 0.2％）； 高 12 位为，防潜动时间阈值寄存器， 为无符号数； 18H WA_REVP R/W R 12 087H 反向指示阈值寄存器（内部倍 2^8，该 值等于 0.1％，最大 FFF00 等于 3％） 19H WA_CFDIV R/W R 12 001H 有功 CF 缩放比例寄存器 1AH A_WATTOS R/W R 16 0 A 通道有功功率偏置校准寄存器，补 码 1BH B_WATTOS R/W R 16 0 B 通道有功功率偏置校准寄存器，补 码 1CH A_WATTGN R/W R 16 0 A 通道有功功率增益调整寄存器，补 码 1DH B_WATTGN R/W R 16 0 B 通道有功功率增益调整寄存器，补 码 1EH FREQ_SEL R/W R 16 4924H 模拟电路频率控制寄存器。客户无需 使用。 1FH BG_CTRL R/W R 21 00FA3 H 模拟电路控制寄存器。 20H PHCAL（包含 IA_PHCAL， IB_PHCAL ， V_PHCAL） R/W R 24 0 通道相位校正寄存器： 1、低 8 位[7:0]为电流 A 通道相位校正 寄存器 IA_PHCAL 2、中 8 位[15:8]为电流 B 通道相位校 正寄存器 IB_PHCAL 3、高 8 位[23:16]为电压 V 通道相位校 正寄存器 V_PHCAL 21H VAOS R/W R 16 0 视在功率偏置校准寄存器，补码 22H VAGN R/W R 16 0 视在功率增益调整寄存器，补码 23H IA_RMSGN R/W R 16 0 电流 A 有效值增益调整寄存器，补码， 24H IB_RMSGN R/W R 16 0 电流 B 有效值增益调整寄存器，补码， 25H V_RMSGN R/W R 16 0 电压 V 有效值增益调整寄存器，补码， 26H IA_RMSOS R/W R 16 0 电流 A 有效值偏置修正寄存器，补码， 内部*4； 27H IB_RMSOS R/W R 16 0 电流 B 有效值偏置修正寄存器，补码， 内部*4； 28H V_RMSOS R/W R 16 0 电压 V 有效值偏置修正寄存器，补码， 内部*4； 29H RMS_CREEP R/W R 12 0 有效值小信号阈值寄存器，内部*4； 2AH WA_LOS R/W R 24 0 有功小信号补偿寄存器; 上海贝岭股份有限公司 上海市宜山路 810 号 021-24261000 21 / 33 V1.11 BL6523GX 单相多功能电能计量芯片 高 12 位补偿 B 相，补码； 低 12 位补偿 A 相，补码； 2BH IA_CHOS R/W R 16 0 电流 A 通道偏置调整寄存器，补码 2CH IB_CHOS R/W R 16 0 电流 B 通道偏置调整寄存器，补码 2DH V_CHOS R/W R 16 0 电压 V 通道偏置调整寄存器，补码 2EH IA_CHGN R/W R 16 0 电流 A 通道增益调整寄存器，补码 2FH IB_CHGN R/W R 16 0 电流 B 通道增益调整寄存器，补码 30H V_CHGN R/W R 16 0 电压 V 通道增益调整寄存器，补码 31H LINECYC R/W R 12 000H 32H ZXTOUT R/W R 16 FFFFH 33H SAGCYC R/W R 8 FFH 34H SAGLVL R/W R 12 0 跌落电压阈值寄存器 35H Reversed R/W R 24 0 保留 36H I_PKLVL R/W R 24 FFFFF FH 低 12 位[11:0]为电流 A、B 峰值门限； 高 12 位[23:12]保留 37H V_PKLVL R/W R 12 FFFH 电压 V 峰值门限寄存器 38H AT_SEL R/W R 16 0 输出选择寄存器，详见“输出选择寄 存器”说明 39H MASK R/W R 16 0 中断屏蔽寄存器，详见“中断屏蔽寄 存器”说明 3AH STATUS R W 16 0 中断状态寄存器，详见“中断状态寄 存器”说明 线能量累加周期数寄存器 过零超时寄存器 跌落线周期寄存器 特殊寄存器 3BH READ R R 24 0 读出数据寄存器。记录上一次读出的 数据 3CH WRITE R R 24 0 写入数据寄存器。记录上一次写入的 数据 3DH CHKSUM R R 24 015AB AH 检验寄存器。对所有可写校表寄存器 的数值求和 3EH WRPROT R/W R 8 0 写保护设置寄存器。写入 55H 时，表 示允许对可写寄存器写操作。 3FH SOFT_NRST R/W R 24 0 当输入为 5A5A5AH 时，系统复位。 6.2 瞬时量寄存器说明 波形寄存器(IA_WAVE, IB_WAVE, V_WAVE) 电流 A 波形寄存器(IA_WAVE) Addr：01H 类型：只读 默认值：000000H Bit23 Bit22 Bit21 20…3 Bit2 Bit1 Bit0 Sign bit IA_WAVE22 IA_WAVE21 IA_WAVE20…3 IA_WAVE2 IA_WAVE1 IA_WAVE0 电流 B 波形寄存器(IB_WAVE) Addr：02H 类型：只读 默认值：000000H Bit23 Bit22 Bit21 20…3 Bit2 Bit1 Bit0 Sign bit IB_WAVE22 IB_WAVE21 IB_WAVE20…3 IB_WAVE2 IB_WAVE1 IB_WAVE0 上海贝岭股份有限公司 上海市宜山路 810 号 021-24261000 22 / 33 V1.11 BL6523GX 电压波形寄存器(V_WAVE) Addr：03H 单相多功能电能计量芯片 类型：只读 默认值：000000H Bit23 Bit22 Bit21 20…3 Bit2 Bit1 Bit0 Sign bit V_WAVE22 V_WAVE21 V_WAVE20…3 V_WAVE2 V_WAVE1 V_WAVE0 注意： 波形寄存器的有效位数为 24 位，Bit[23]为符号位，刷新速度为 14KHz。 线周期累计有功能量寄存器（LINE_WATTHR） 线能量累计有功能量寄存器(LINE_WATTHR) Addr：04H 类型：只读 默认值：000000H Bit23 Bit22 Bit21 20…3 Bit2 Bit1 Bit0 L_AHR23 L_AHR22 L_AHR21 L_AHR20…3 L_AHR2 L_AHR1 L_AHR0 注意： 该寄存器累计（LINECYC＋1）×0.02 秒的有功功率，每隔（LINECYC＋1）×0.02 秒进行 刷新。采用线周期累计有功能量模式可以极大的简化电能校准，并明显降低校准电表所需的 时间。累计时间通过 LINECYC 寄存器设置。 有效值寄存器（IA_RMS，IB_RMS，V_RMS） 电流 A 有效值寄存器(IA_RMS) Addr：05H 类型：只读 默认值：000000H Bit23 Bit22 Bit21 20…3 Bit2 Bit1 Bit0 RMS23 RMS22 RMS21 RMS20…3 RMS2 RMS1 RMS0 电流 B 有效值寄存器(IB_RMS) Addr：06H 类型：只读 默认值：000000H Bit23 Bit22 Bit21 20…3 Bit2 Bit1 Bit0 RMS23 RMS22 RMS21 RMS20…3 RMS2 RMS1 RMS0 电压有效值寄存器(V_RMS) Addr：07H 类型：只读 默认值：000000H Bit23 Bit22 Bit21 20…3 Bit2 Bit1 Bit0 RMS23 RMS22 RMS21 RMS20…3 RMS2 RMS1 RMS0 注意： 有效值寄存器为 24 位无符号数，寄存器刷新速率 2.5Hz。 功率因子寄存器（PF） 功率因子寄存器(PF) Addr：08H 类型：只读 默认值：000000H Bit23 Bit22 Bit21 20…3 Bit2 Bit1 Bit0 PF23 PF22 PF21 PF20…3 PF2 PF1 PF0 注意：PF23 为符号位，补码 如果 PF23=0， 如 果 PF23=1 ， （ （～ （～ ） ） 线电压频率/周期寄存器（FREQ） ） 线电压/频率周期器(FREQ) Addr：09H （～ ） 类型：只读 （～ ） 默认值：000000H Bit23 Bit22 Bit21 20…3 Bit2 Bit1 Bit0 PF23 PF22 PF21 PF20…3 PF2 PF1 PF0 注意： 在采用晶振 3.579545MHz 情况下， 测量的频率也可采用经验公式：f  上海贝岭股份有限公司 上海市宜山路 810 号 021-24261000 23 / 33 87.3906 * fosc ； 32 * FREQ V1.11 BL6523GX 单相多功能电能计量芯片 fosc 为晶振频率； 平均有功功率寄存器（A_WATT，B_WATT） 电流 A 通道计量的平均有功功率寄存器 (A_WATT) Addr：0AH 类型：只读 默认值：000000H Bit23 Bit22 Bit21 20…3 Bit2 Bit1 Bit0 符号位 WATT22 WATT21 WATT20…3 WATT2 WATT1 WATT0 电流 B 通道计量的平均有功功率寄存器 (B_WATT) Addr：13H 类型：只读 默认值：000000H Bit23 Bit22 Bit21 20…3 Bit2 Bit1 Bit0 符号位 WATT22 WATT21 WATT20…3 WATT2 WATT1 WATT0 注意：平均有功功率寄存器是 24 位二进制补码格式，最高位为符号位，刷新速率 2.5Hz。 其符号位反映的是 400mS 内的平均功率的正负。 假设平均有功功率寄存器的数据为 WATT0，则用于计算用的 AP 为： 如果 WATT0=2^23， AP＝WATT0-2^24; 假设显示的有功功率为 P，转换系数为 Kp(Kp 为额定有功功率输入时，WATT0 读数与额定 功率的比值)，则： P=AP/Kp; 平均视在功率寄存器（VA） 平均视在功率寄存器(VA) Addr：0BH 类型：只读 默认值：000000H Bit23 Bit22 Bit21 20…3 Bit2 Bit1 Bit0 VA23 VA22 VA21 VA20…3 VA2 VA1 VA0 注意：VA 是根据用户选择的计量通道，输出当前计量通道的视在功率；视在功率做显示时 的系数与有功功率的转换系数 Kp 相同。 能量寄存器（WATTHR，VAHR，PWAHR，NWAHR） 有功能量寄存器(WATTHR) Addr：0CH 类型：只读 默认值：000000H Bit23 Bit22 Bit21 20…3 Bit2 Bit1 Bit0 WTTHR23 WATTHR22 WATTHR21 WATTHR20…3 WATTHR2 WATTHR1 WATTHR0 视在能量寄存器(VAHR) Addr：0DH 类型：只读 默认值：000000H Bit23 Bit22 Bit21 20…3 Bit2 Bit1 Bit0 VAHR23 VAHR 22 VAHR21 VAHR20…3 VAHR2 VAHR1 VAHR0 正有功能量寄存器(PWAHR) Addr：0EH 类型：只读 默认值：000000H Bit23 Bit22 Bit21 20…3 Bit2 Bit1 Bit0 PWAHR23 PWAHR22 PWAHR21 PWAHR20…3 PWAHR2 PWAHR1 PWAHR0 负有功能量寄存器(NWAHR) Addr：0FH 类型：只读 默认值：000000H Bit23 Bit22 Bit21 20…3 Bit2 Bit1 Bit0 NWAHR23 NWAHR22 NWAHR21 NWAHR20…3 NWAHR2 NWAHR1 NWAHR0 注意：能量寄存器读后缺省读后不清零。可通过 MODE 寄存器设置能量寄存器读后清零。 上海贝岭股份有限公司 上海市宜山路 810 号 021-24261000 24 / 33 V1.11 BL6523GX 单相多功能电能计量芯片 瞬态峰值寄存器（IA_PEAK，IB_PEAK，V_PEAK） 电流 A 瞬态峰值寄存器(IA_PEAK) Addr： 10H 类型：只读 默认值：000000H Bit23 Bit22 Bit21 20…3 Bit2 Bit1 Bit0 PEAK23 PEAK22 PEAK21 PEAK20…3 PEAK2 PEAK1 PEAK0 电流 B 瞬态峰值寄存器(IB_PEAK) Addr： 11H 类型：只读 默认值：000000H Bit23 Bit22 Bit21 20…3 Bit2 Bit1 Bit0 PEAK23 PEAK22 PEAK21 PEAK20…3 PEAK2 PEAK1 PEAK0 电压瞬态峰值寄存器(V_PEAK) Addr： 12H 类型：只读 默认值：000000H Bit23 Bit22 Bit21 20…3 Bit2 Bit1 Bit0 PEAK23 PEAK22 PEAK21 PEAK20…3 PEAK2 PEAK1 PEAK0 注意：瞬态峰值寄存器的刷新速率为 100Hz。 6.3 校表寄存器 工作模式寄存器（MODE） 工作模式寄存器(MODE) Addr：14H 类型：读写 默认值：000000H Bit23 Bit22 Bit21 Bit20 Bit19 Bit18 Bit17 Bit16 Bit15 Bit14 Bit13 Bit12 Bit11 Bit10 Bit9 Bit8 Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 位置 标志 默认值 描述 0 WATT_SEL 0 能量累计及 CF 输出选择，缺省选 A 相功率，为 1 时选择 B 相功率累计 1 AUTO_SEL 0 当 MODE[1]＝0 时，当检测到 A 相、B 相存在不 平衡用电时，不自动进行切换，此时依据用户写入 MODE[0]的值决定由 A 相还是 B 相进行计量；当 MODE[1]＝1，当检测到 A 相、B 相存在不平衡用 电时，就自动进行切换，由用电大的用于功率计量。 2 A_HPF_SEL 0 A 通道 HPF 选择，缺省使用 HPF，为 1 时绕过 HPF 3 B_HPF_SEL 0 B 通道 HPF 选择，缺省使用 HPF，为 1 时绕过 HPF 4 V_HPF_SEL 0 V 通道 HPF 选择，缺省使用 HPF，为 1 时绕过 HPF 5 COMP_SEL 0 通道不平衡检测方式，缺省为 0，使用 A 和 B 通道 的电流有效值来比较用电的不平衡状态；为 1 时使 用 A 相功率和 B 相功率来比较用电的不平衡状态； 两种比较方式下，比较阈值及通道切换方式都一样 6 ANTICREEP_SEL 0 防潜动模式选择，缺省为 0，使用功率阈值比较方 式防潜动；为 1 时候，开启定时防潜方式； 7 SPI_MODE 0 保留， CF_ADD_SEL 00 CF 功率累计方式选择； 8，9 上海贝岭股份有限公司 上海市宜山路 810 号 021-24261000 25 / 33 V1.11 BL6523GX 单相多功能电能计量芯片 Mode[9:8]=00; 选择 CF 输出功率绝对值能量； Mode[9:8]=01; 选择 CF 输出正功能量； Mode[9:8]=10; 选择 CF 输出功率代数和能量； Mode[9:8]=11; 选择 CF 输出负功能量； 10，11 FAULT_SEL 00 两相不平衡比较阈值设置, 当火线和零线的采样 电流的有效值的差值或 A 相和 B 相有功功率差值 超过设定的阈值时，输出错误用电指示信号 FAULT Mode[11:10]=00; 不平衡的判断阈值为 12.5% Mode[11:10]=01; 不平衡的判断阈值为 6.25％; Mode[11:10]=10; 不平衡的判断阈值为 3.125％; Mode[11:10]=11; 不平衡的判断阈值为 10.16％; INPUT_SEL 00 保留 SPI_SEL 00 保留 16 RMS_SETUP 0 有效值上电稳定时间选择，缺省为 400ms；为 1 时， 上电稳定时间为 1.6 秒； 17 CF_DISABLE 0 CF 关断选择，缺省为 0，CF 正常工作；为 1 时， CF 输出关闭，能量寄存器停止累计； 18 LOS_ADJ 0 保留 12，13 14,15 0 反向指示选择，为 0 时，选择 2.5Hz 功率寄存器的 符号位为反向指示，WA_CREEP 有效；为 1 时， 选择实时功率符号位为反向指示，REVP_CREEP 有效；仅影响 STATUS[6]标志； 19 REVP_SEL 20 ENG_REG_CLR 0 设置为 1 时，所有能量寄存器在读操作后自动清 零；设置为 0 时，所有能量寄存器在读操作后不会 自动清零，只会不断自动累计； 21 WATTHR_SEL 0 有功能量寄存器累计方式选择，选 0 为缺省，为代 数和累计；选 1 时，为绝对值累计； 23~22 Reversed 0 保留 增益寄存器（GAIN） 增益寄存器(GAIN) Addr：15H 类型：读写 默认值：000H Bit11～8 Bit7～4 Bit3～0 电压通道 PGA 增益选择 电流 B 通道 PGA 增益选择 电流 A 通道 PGA 增益选择 以 A 通道 PGA 增益选择为例，采用[3:0]位进行调整： X000 1 倍增益 X001 2 倍增益 X010 4 倍增益 X011 8 倍增益 X100 16 倍增益 X101 24 倍增益 X110 32 倍增益 上海贝岭股份有限公司 上海市宜山路 810 号 021-24261000 26 / 33 V1.11 BL6523GX 单相多功能电能计量芯片 X111 不可设 不平衡屏蔽阈值寄存器（FAULTLVL） 不平衡屏蔽阈值(FAULTLVL) Addr：16H Bit11～8 类型：读写 默认值：044H Bit7～4 Bit3～0 用于设置双通道不平衡时 Fault 检测功能是否工作的阈值；双通道不平衡判断可以根据有效 值或功率比较（在工作模式 MODE 寄存器中设置） FAULTLVL=RMS_Reg/256 或 FAULTLVL=WATT_Reg/256 防潜动功率阈值寄存器（WA_CREEP） 防潜动功率阈值(WA_CREEP) Addr：17H 类型：读写 默认值：FFF02BH Bit23~12 Bit11~0 防潜动时间阈值 WA_CREEP_H 防潜动功率阈值 WA_CREEP_L Bit11～0 用于设置防潜动有功功率阈值，当瞬时有功功率低于防潜动功率阈值时，瞬时有 功功率切除到 0，不参与有功能量累加。设置值与平均有功功率寄存器的对应关系： WA_CREEP_L=WATT_Reg/(2*1.3655) Bit23～12 用于设置防潜动时间阈值，1LSB=4.6 秒，需要在工作模式寄存器 MODE 设置开 启定时防潜。 反向指示阈值寄存器（WA_REVP） 反向指示阈值(WA_REVP) Addr：18H Bit11～8 类型：读写 Bit7～4 默认值：087H Bit3～0 12 位无符号数，当输入有功功率信号为负功并且绝对值小于这个阈值时，中断状态寄存器 中的 REVP 指示位不刷新，且置为 0，这样可以是在无负载情况下，即使有小的噪声信号， 不会产生 REVP 中断。设置值与平均有功功率寄存器的对应关系： WA_REVP=WATT_Reg/(32*1.3655) 有功 CF 缩放比例寄存器（WA_CFDIV） 有功 CF 缩放比例(WA_CFDIV) Addr：19H Bit11～8 类型：读写 Bit7～4 默认值：001H Bit3～0 调整 CF 的输出频率。 电流电压通道±660mV 峰峰值（467mV rms）输入时 WA_CFDIV CF 频率（Hz） 有功功率 IA_RMS V_RMS 1(0x01) 1.95 6500000 5650000 5650000 2(0x02) 3.91 4(0x04) 7.81 8(0x08) 15.63 16(0x10) 31.25 32(0x20) 62.50 64(0x40) 125.00 128(0x80) 250.00 256(0x100) 500.00 有功功率偏置校准寄存器(A_WATTOS, B_WATTOS) A 通道有功功率偏置校准(A_WATTOS) 类型：读写 Addr：1AH Bit15(符号位) Bit14～8 Bit7～4 上海贝岭股份有限公司 上海市宜山路 810 号 021-24261000 27 / 33 默认值：0000H Bit3～0 V1.11 BL6523GX 单相多功能电能计量芯片 B 通道有功功率偏置校准(B_WATTOS) Addr：1BH 类型：读写 Bit15(符号位) Bit7～4 Bit14～8 默认值：0000H Bit3～0 补码，用于调整小信号情况下的有功功率偏差； 如小信号情况下，有功功率寄存器 X_WATT 的数据为 WATT_Data，有功功率误差为 Err， 则有功功率偏置校准寄存器的值为： int(WATT_Data*(-Err)/1.3655)*8 若 Err=0; 有功功率增益调整寄存器(A_WATTGN, B_WATTGN) A 通道有功功率增益调整(A_WATTGN) Addr：1CH 类型：读写 Bit15(符号位) Bit7～4 Bit14～8 Bit3～0 B 通道有功功率增益调整(B_WATTGN) Addr：1DH 类型：读写 Bit15(符号位) Bit7～4 Bit14～8 默认值：0000H 默认值：0000H Bit3～0 补码，用于调整有功功率的缩放比例，调整范围±50% X _ WATTWG ) 216 WATT_Reg  Active Power  (1  BG_CTRL 寄存器(BG_CTRL) 模拟电路控制(BG_CTRL) Addr：1FH Bit21～16 类型：读写 Bit15～8 默认值：0FA3H Bit7～4 Bit3～0 Bit[21:16] Bit[15:0] 相位校正寄存器(PHCAL) 相位校正(PHCAL) Addr：20H 类型：读写 使能位 D7 默认值：000000H 调整位 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 D10 D9 D8 D18 D17 D16 电流 A 通道相位校正 使能位 D15 调整位 D14 D13 D12 D11 电流 B 通道相位校正 使能位 D23 调整位 D22 D21 D20 D19 电压通道相位校正 相位补偿的原理是将一个小的时间延时引入信号处理电路以对小的相位误差进行补偿； D7 为使能位，=1 时开启相位补偿，=0 时关闭相位补偿； D5…D0 为延时或超前时间，0.5587us/1LSB。相应的分辨率为 0.01，最大可调 0.635。 在 100%Un，标准电流 Ib 0.5L 下测试，测得误差 Err， 上海贝岭股份有限公司 上海市宜山路 810 号 021-24261000 28 / 33 V1.11 BL6523GX θ ≈ arcsin( 单相多功能电能计量芯片 | Err | ) 1.732 寄存器值=（int（θ /0.01））+127；int 为取整操作；（建议采用小数部分四舍五入， 提高调整精度） 如果 Err 为正值，改动电流通道相位； 如果 Err 为负值，改动电压通道相位； 视在功率偏置校准寄存器(VA_OS) 视在功率偏置校准(VAOS) Addr：21H 类型：读写 Bit15(符号位) Bit7～4 Bit14～8 默认值：0000H Bit3～0 是 16 位寄存器，缺省值为 0000H，以 2 的补码形式表示。VAOS 用来消除视在功率计 算中出现的偏差。偏差校正可以使在无负载情况下视在功率寄存器中的值接近 0。 VA  VA0  VAOS *1.3655/8 视在功率增益调整寄存器(VAGN) 视在功率增益调整(VAGN) Addr：22H 类型：读写 Bit15(符号位) Bit7～4 Bit14～8 默认值：0000H Bit3～0 16 位带符号数，缺省值为 0000H。以 2 的补码形式的数据来调整视在功率的增益，可 调节范围±50%。 Output VA  VA0  (1  VAGN ) 216 有效值增益调整寄存器(IA_RMSGN, IB_RMSGN, V_RMSGN) 电流 A 有效值增益调整(IA_RMSGN) Addr：23H Bit15(符号位) 类型：读写 Bit14～8 Bit7～4 电流 B 有效值增益调整(IB_RMSGN) Addr：24H Bit15(符号位) 类型：读写 Bit14～8 Bit7～4 电压有效值增益调整(V_RMSGN) Addr： 25H Bit15(符号位) Bit14～8 类型：读写 Bit7～4 默认值：0000H Bit3～0 默认值：0000H Bit3～0 默认值：0000H Bit3～0 16 位带符号数，其缺省值为 0000H。 ，以 2 的补码形式的数据分别调节电流 A 通道、电流 B 通道和电压 V 通道的有效值的增益。 Output RMS  RMS 0  (1  X_RMSGN ) 216 有效值偏置修正寄存器(IA_RMSOS, IB_RMSOS, V_RMSOS) 电流 A 有效值偏置修正(IA_RMSOS) Addr：26H Bit15(符号位) 类型：读写 Bit14～8 上海贝岭股份有限公司 上海市宜山路 810 号 021-24261000 Bit7～4 29 / 33 默认值：0000H Bit3～0 V1.11 BL6523GX 电流 B 有效值偏置修正(IB_RMSOS) Addr：27H Bit15(符号位) 类型：读写 Bit14～8 默认值：0000H Bit7～4 电压有效值偏置修正(V_RMSOS) Addr： 28H Bit15(符号位) 单相多功能电能计量芯片 Bit14～8 Bit3～0 类型：读写 默认值：0000H Bit7～4 Bit3～0 16 位寄存器。它们以 2 的补码形式的数据来分别消除电流 A 通道、电流 B 通道和电压 V 通 道的有效值计算中出现的偏差。这种偏差可能来源于输入噪声，因为在计算有效值中有一步 平方运算，这样可能引入由噪声产生的直流偏置。偏差校正可以使在无负载情况下有效值寄 存器中的值接近 0。 I ARMS  I ARMS 0  IA _ RMSOS  213 2 有效值小信号阈值寄存器(RMS_CREEP) 有效值小信号阈值(RMS_CREEP) Addr： 29H Bit11 Bit10～8 类型：读写 默认值：000H Bit7～4 Bit3～0 如果有效值比有效值小信号阈值寄存器的设置值小，则 RMS 寄存器值为 0； RMS_CREEP 寄存器和 X_RMS 寄存器的对应关系 RMS  RMS _ CREEP /(1.3655 * 2)  0 RMS   RMS, RMS  RMS _ CREEP /(1.3655 * 2) 有功小信号补偿寄存器(WA_LOS) 有功小信号补偿(WA_LOS) Addr：2AH Bit23(符号位) Bit22～12 类型：读写 默认值：0000H Bit11(符号位) B 通道有功功率 Bit10～0 A 通道有功功率 24 位寄存器以 2 的补码形式的数据来补偿输入小信号时有功功率的误差。高 12 位补偿 B 通 道功率，低 12 位补偿 A 通道功率 ActivePowe r  ActivePowe r0  WATTOS*1.3655 通道偏置调整寄存器(IA_CHOS, IB_CHOS, V_CHOS) 保留 通道增益调整寄存器(IA_CHGN, IB_CHGN, V_CHGN) 电流 A 通道增益调整(IA_CHGN) Addr： 2EH Bit15(符号位) Bit14～8 Bit7～4 电流 B 通道增益调整(IB_CHGN) Addr： 2FH Bit15(符号位) Bit14～8 Bit15(符号位) 类型：读写 Bit7～4 电压通道增益调整(V_CHGN) Addr：30H Bit14～8 上海贝岭股份有限公司 上海市宜山路 810 号 021-24261000 类型：读写 类型：读写 Bit7～4 30 / 33 默认值：0000H Bit3～0 默认值：0000H Bit3～0 默认值：0000H Bit3～0 V1.11 BL6523GX 单相多功能电能计量芯片 16 位带符号数，缺省值为 0000H。它们以 2 的补码形式的数据来调整电流 A 通道、电 流 B 通道和电压 V 通道的增益，可调节范围±50%。 Output WAVE  WAVE  (1  X _ CHGN ) 216 例如：在 IA_CHGN 中写入 7FFFH（十六进制），输出波形幅度增大了 50％，因为 7FFFH ＝32767（十进制） ，32767/65535＝0.5。类似的，写入 8001H 时，输出波形幅度减小 50％。 线周期累加周期数寄存器(LINECYC) 线周期累加周期数(LINECYC) Addr：31H D11 D10 D9 类型：读写 D8…D2 默认值：000H D1 D0 设定线周期累计有功能量寄存器（LINE_WATTHR 04H）的累计时间。1LSB=20mS； 累计周期时间=（LINECYC+1）*0.02 秒，线周期累计有功能量寄存器（LINE_WATTHR 04H） 每隔（LINECYC+1）*0.02 秒刷新一次；其数值为之前（LINECYC+1）*0.02 秒的有功能量 累加。 过零超时寄存器(ZXTOUT) 过零超时(ZXTOUT) Addr：32H Bit15～12 类型：读写 Bit11～8 默认值：FFFFH Bit7～4 Bit3～0 该寄存器的分辨率为 70.5us/ LSB。 跌落线周期寄存器(SAGCYC) 跌落线周期(SAGCYC) Addr：33H D7 D6 D5 类型：读写 D4 D3 D2 默认值：FFH D1 D0 该寄存器的分辨率为 10ms/ LSB。 跌落电压阈值寄存器(SAGLVL) 跌落电压阈值(SAGLVL) Bit11 类型：读写 Addr：34H Bit10～8 默认值：000H Bit7～4 Bit3～0 该寄存器值与电压有效值寄存器 V_RMS/2798 进行比较。 峰值门限寄存器(I_PKLVL, V_PKLVL) 电流峰值门限(I_PKLVL) Bit23～Bit16 类型：读写 Addr：36H Bit15～12 Bit11～4 保留 Bit3～0 电流 A、B 峰值门限 电压峰值门限(V_PKLVL) Bit11 默认值：000000H 类型：读写 Addr：37H Bit10～8 默认值：000H Bit7～4 Bit3～0 峰值门限寄存器值=对应有效值寄存器值/2798。 输出选择寄存器(AT_SEL) 输出选择(AT_SEL) Addr：38H 类型：读写 默认值：0000H Bit15～12 Bit11～8 Bit7～4 Bit3～0 AT3 AT2 保留 保留 无对应管脚；该功能无效； 中断屏蔽寄存器(MASK) 中断屏蔽(MASK) Addr：39H D15 D14 D13 上海贝岭股份有限公司 上海市宜山路 810 号 021-24261000 类型：读写 D12…D2 31 / 33 默认值：0000H D1 D0 V1.11 BL6523GX 单相多功能电能计量芯片 相应位置为 1 时，对应功能有 IRQ 输出。无对应管脚；该功能无效； 中断状态寄存器(STATUS) 中断状态(STATUS) Addr：3AH D15 D14 位置 D13 中断标志 类型：读写 D12…D2 默认值 默认值：0000H D1 D0 描述 0 SAG 0 指示产生线电压跌落中断 1 ZXTO 0 指示产生过零超时中断 2 ZX 0 指示产生电压波形符号位 3 PKIA 0 指示电流 A 有效值峰值超过 I_PKLVL 中断 4 PKIB 0 指示电流 B 有效值峰值超过 I_PKLVL 中断 5 PKV 0 指示电压有效值峰值超过 V_PKLVL 中断 6 REVP 0 指示有功功率计算发生符号变化 7 APEHF 0 指示 WATTHR 寄存器[23:0]的第 23 位变为 1（半 满） 8 VAPEHF 0 指示 VAHR 寄存器[23:0]的第 23 位变为 1（半满） 9 FAULT 0 指示电流 AB 两通道不平衡 10 CHSEL 0 指示计量用通道，0 为电流 A 通道、1 为电流 B 通道 11 VREF_LOW 0 指示基准电压值偏低，为 1 时，VREF2.9V;为 0 时正常 检验寄存器(CHKSUM) 检验(CHKSUM) Addr：3DH D23 D22 D21 类型：读写 D20…D2 默认值：015ABAH D1 D0 对所有的可写寄存器的数值求和，从 14H～39H(35H 不参与校验和)，取低 24 位。 写保护设置寄存器(WRPROT) 写保护设置(WRPROT) Addr：3EH D7 D6 D5 类型：读写 D4 D3 D2 默认值：00H D1 D0 用于对通过 SPI 可写的寄存器进行写保护，写入 55H 是表示允许对可写寄存器进行写操作， 写入其他值时，禁止写操作。 软复位设置（SOFT_NRST） 软复位(SOFT_NRST) Addr：3FH D23 D22 D21 类型：写 。 。。。。 。 D2 默认值：00H D1 D0 可通过 UART 接口下发软复位指令控制 BL6523G 系统复位，复位操作的逻辑顺序： 上海贝岭股份有限公司 上海市宜山路 810 号 021-24261000 32 / 33 V1.11 BL6523GX 单相多功能电能计量芯片 1） 打开写保护，WRPROT（3EH）寄存器写入 55H； 2） 软复位指令，SOFT_NRST（3FH）寄存器写入 5A5A5AH； 3） 等待时间 t 后芯片复位到初始状态可以进行后继操作。延时时间 300uS. 注：由于工艺或设计变化等原因所引起的以上规范变化，不另行通知。请随时索取最新版本 的产品规范。 上海贝岭股份有限公司 上海市宜山路 810 号 021-24261000 33 / 33 V1.11