请各位大虾解释下下面这段C程序

temp<<=8意思是temp = temp<<8,即将temp这个值的二进制数左移8位，也相当于是temp除以2的八次方。

temp|=buff[2]意思是 temp = temp|buff[2],即temp与buff[2]的值进行或运算。

<<, >>, | ,&都是位运算符，楼主可以查下资料！

电能计量芯片

SA9904B是南非微电子系统有限公司设计开发的一种电能计量芯片，

ATY7026A是珠海炬力集成电路设计有限公司开发的电能计量芯片，

CS5463是美国CRYSTAL公司推出的带有串行接口的单相双向功率／电能计量集成电路芯片。这三者都用于三相多功能电能计量，均适用于三相三线制的具有50 Hz或60 Hz标准频率的电网，支持电阻网络校表和软件校表两种方式。由于电能计量、参数测量和数据读取是电能芯片的核心部分。下面主要从有功计量、无功计量、视在功率／电能计量、有效值测量、中断和SPI接口6个方面介绍芯片原理。

2．1 SA9904B简介

SA9904B有20个引脚，PDIP封装，12个元暂存器。SA9904B包含9个代表各相的有功电能、无功电能与电源电压的24位元暂存器。第10个24位元暂存器代表任何有效相位的市频，包含3个位址以保存与SA9604A的兼容性。3个位址的任何其一可用于存取频率暂存器。每相位的有功与无功功率被积存于24位元暂存器。被测电路的电能或功率不直接提供给用户，但是可以通过公式计算。计算每相的有功或无功电能：电能每计数=(VRATED×IRATED)／320 000；计算每相的有功或无功功率：功率=VRATED×IRATED×N／INTTIME／320 000。其中：VRATED为电表的额定电源电压，IRATED为电表的额定电源电流，N=相继读数间的暂存器数值差数(△值)，INTTIME为相继读数间的时间差值(单位为秒)。若要求合相有功电能，只能通过程序对三相有功电能求和，或通过有功功率脉冲输出F50计数。芯片内的3个电压暂存器包含各相位测得的RMS电压值．用户可以直接从暂存器中读取。SA9904B不具有中断功能。串行周边的接口汇流排(SPI)为一同步汇流排，使用于微控器与SA9904B之间的数据传输。引脚D0(串行数据出端)，DI(串行数据入端)，CS(芯片选项)与SCK(串行时脉)用于此汇流排的应用。SA9904B为从器件，而微控器为汇流排主器件。CS输入启始与终止数据传输。SCK信号(微控器发送的)选通微控器与SA9904B的SCK引脚间的数据。DI与DO引脚为SA9904B的串行数据输入与输出引脚。

2．2 ATT7026A简介

ATT7026A 44个引脚，QFP44封装，102个寄存器翻。有功功率通过求瞬时功率代数均值获得。分相、合相有功功率分别存入指定寄存器，供用户读取。无功功率是通过将电压采样信号作一90°相移，再求瞬时功率的代数均值获得。分相、合相无功功率同样提供给用户。芯片中有电能累加寄存器，能够提供分相、合相有功、无功电能，但不提供电网周期累加模式。芯片通过能量脉冲生成器，提供校表脉冲CFl和驱动步进电机的低频脉冲F1／F2。由于芯片提供电流和电压有效值，用户也可用公式S=VRMS×IRMS，通过MCU计量分相、合相视在功率。有效值测量通过对电压、电流的采样数据求均方值实现。能够同时计算6通道的有效值，结果存在指定的寄存器中供用户读取。此外，芯片不仅提供分相电流、电压有效值．还提供三相电流、电压矢量和的有效值，用户可在指定寄存器中读取。ATT7026A不具有中断功能。芯片内部集成了SPI串行通信接口，使用2条控制线和2条数据线。更新校表数据寄存器的命令字为：最高两位是10，低6位是校表寄存器的地址；写特殊命令字 *** 作(配合软件校表)的命令字为：最高2位是11，低6位是特殊命令字的类型。芯片提供清校表数据、校表数据读出、校表数据写使能、软件复位共4种特殊命令。

2．3 CS5463简介

CS5463有24引脚，SSOP封装，32个寄存器。采样得到瞬态电压和电流的数字量，把每对瞬态电压和电流的数据相乘，得到瞬时有功功率的采样值。每个A／D采样周期后．新的瞬态功率采样值就存入功率寄存器，N个瞬时功率采样值为一组，每组的值累加和用于计算以后放在能量寄存器中的数值，它与电路在N个A／D转换周期中的有功功率值成正比。同样原理，电压和电流有效值也利用最近的N个瞬态电压、电流采样值计算，并可从RMS电压和电流寄存器中读出。视在功率可以在视在功率寄存器中直接读取，也可以对E2输出的与视在功率成正比的脉冲进行计量得出。CS5463带有中断功能。中断处理流程为：读状态寄存器→禁止所有中断→转向相应的中断处理程序→将读出的值写回，以清除状态寄存器→重新开中断→从中断处理程序中返回。CS5463的串行口包括4条控制线：CS、SDI、SDO、SCLK，如果片选CS直接与逻辑O相连接，则只需要3条线就可以完成串行口的 *** 作。一个数据的传输总是从向串行接口的SDI发送8位命令开始，当命令中包括一个写入 *** 作时，在其后的24个SCLK周期内，串口将持续从SDI引脚读入串行数据。当发出一个读取命令时，串口将根据发出的命令，在其后的8、16、24个SCLK周期从SD0引脚上串行输出寄存器内容

基于电能计量芯片CS5463A

的电子式电能表的设计

摘要：针对目前应用需求设计了一款新型多功能电子式电能表。本文主要介绍该电能表的主要功能以及

所采用的电能计量芯片CS5463A的特性、工作原理以及在电子式电能表中的应用电路，最后介绍了CS5463A

芯片通讯接口的实现。

Abstract Aim at the currently need of the multi-function Watt-hour meter,a new multi-function Watt-hour meter

was designed.This paper introduces the main function of the Watt-hour meter and the functional speciality,working

principle and application electric circuit of its used energy IC CS5463A.This paper finally introduces the realization of

the communication interface of CS5463A.

关键词：电子式电能表专用芯片CS5463A电量测量SPI总线

Key words:Electronic Watt-hour meter ASIC CS5463A Measure energy SPI bus

1、引言

电能计量作为计量工作的一个重要组成部分，是

电力企业生产经营管理及电网安全运行的重要环节，

其技术水平不仅事关电力工业的发展和电力企业的形

象，而且影响电能贸易结算的公平、公正和准确、可

靠，关系到电力企业、广大电力用户的利益。

近年来，电子式电能表在国际、国内得到了迅速

推广。国外许多IC（Integratecircuit）厂家不失时机的

推出了各种电子式电能表专用芯片。目前国内较为常

本文基于电能计量芯片CS5463A设计了一种电子

式多功能电能表。该表可计量正反向有功电能、正反

向无功电能、四象限无功电能；能够测量A、B、C各

相电压、电流、视在功率、有功功率、无功功率、功

率因数、相角、频率；计量正反向有功需量及8费率

分时需量；能分时计量最多8费率的电能量及需量数

据；计量变压器铜损、铁损；具有电能冻结功能、显

示与抄表功能、监控与事件记录功能、自检功能、负

荷曲线记录功能、权限与安全管理功能、IC卡参数设

置功能；具有两路独立的RS485通信接口，一路红外

光通信接口。

2多功能电子电能表的设计

本文所设计的多功能电子式电能表原理框图如图

1所示。该电能表由电流互感器、专业电能计量芯片

CS5463A、计量微处理器、管理微处理器、实时时钟、

数据接口设备（如通信接口、IC卡接口）和人机接口

设备组成（如按钮、LCD显示）。

电网电压经过电压分压电路转换成小电压信号输

入到CS5463A的电压通道输入脚，电网电流经过电流

互感器转换成电流小信号，再通过电流采样电路得到

小电压信号输入到芯片的电流通道输入脚。CS5463A

将转换后得到的信号进行数字处理并计算测得电网电

压、电流、功率等数据，再通过一个SPI口与计量微

处理器进行通信，将测量到的数据传输到计量微处理

器进行处理，如计算功率因数角、频率；判断有功无

功功率方向、电压是否逆相序；进行数制转换等。

计量微处理器与管理微处理器也是通过一个SPI

口进行通信，计量微处理器将以上数据处理结果传到

管理微处理器进行一系列功能实现，如电量累加、最

大需量计算、监控与事件记录等功能。

引导”的特点使CS5463A能独自工作，在系统上电后

自动初始化。在自引导模式中，CS5463A从一个外部

EEPROM中读取校准数据和启动指令。它内部带有温

度传感器，具有温度误差补偿、电压下降检测、相位

补偿等功能。

3.2 CS5463A的工作原理

CS5463A的XOUT、XIN为晶振输入输出脚，为

系统提供时钟，也可以通过XIN引入外部时钟；SCLK

为串行通信的时钟信号；SDO、SDI为串行通信的输

出输入脚；VIN+、VIN-为电压通道的输入引脚；IIN+、

IIN-为电流通道的输入引脚；PFMON为电压下降检测

脚。

CS5463A是具有功率计算引擎和电能-脉冲转换

功能的双声道ADC。电压通道输入引脚VIN±两端输

入电压信号，经10倍增益放大器放大，再通过二阶

调制器数字化；同时，电流通道输入引脚IIN±两端

输入电压信号。为适应不同电平的输入电压，电流通

道集成有增益可编程放大器（PGA），使输入电平满量

程可选择为±250mVrms或±50mVrms。通道数据再通

3.3 CS5463A的外部引脚电路

图2为CS5463A的典型应用电路图。电网电压经

过电压采样电路得到小电压信号输入到CS5463A的电

压通道输入引脚。电压采样电路由R205、R206、R207、

R208、C205组成。电压采样电路由精密电阻网络及滤

波电容组成。为了保证精度，采样电阻全部采用高稳

定度的精密电阻，误差为25ppm。电流互感器的电流

信号经过电流采样电路将电流信号转换为小电压信号

输入到CS5463A的电流通道输入引脚。电流采样电路

由R213、R201、R202、R203、R204、C207、C210、R209、

C206组成。C205、C207、C210起滤除高频谐波分量

的作用；R209、C206起滤波和抗混叠的作用；D201、

D203为输入保护器件，防止由于输入电压过高而造成

CS5463A的损坏。】

SDO输出将保持高阻抗；SCLK是控制数据输出AD转

换器或输入AD转换器的串行位时钟，在SCLK的电

平转换能被端口识别之前，CS必须被置为逻辑0，为

了和光耦合器相匹配，SCLK的输入端集成了一个施

密特触发器，以允许使用上升和下降时间较长的光电

耦合器直接驱动管脚。

另外，SDO具有吸收和输出5mA电流的能力，可

以直接驱动光电耦合器的LED，在吸收或输出5mA电

流时，SDO的驱动电压损失小于400mA。

一次数据的传输总是从向串口（SDI脚）发送有

效的8位命令（MSB位先）开始的。需要注意的是有

些命令的执行需要使用变换次数寄存器和配置寄存器

中的信息，首先向这些寄存器写入正确的信息对于这

类命令很重要的。当命令中包括写入 *** 作时，在下面

24个SCLK周期内串口将持续从SDI脚读入串行数据

（MSB位先）。当发送读取命令时，串口将根据发出的

命令在下面的8、16或24个SCLK周期从SDO管脚上

串行输出寄存器内容。当读取寄存器数据时，允许微

控制器发出新的命令，新的命令将立即被执行并可能

结束寄存器的读取。在数据从SDO口移出时，在SDI

上出现的SYNC0命令（NOP）应当被禁止。

本文使用CS5463A设计的电子式多功能电能表性

能稳定、功能丰富，可用于发电厂、变电站、各种企

事业单位有功、无功电量计量。它是新一代电子式电

能表的代表，有着非常广阔的应用前景。

参考文献

1 CS6463A计量芯片用户使用手册.

2三菱单片机M16C/62P Group用户使用手册.

3日立单片机H8/3827用户手册.

4李晓轩.电子式电度表单芯片片上系统CS5460.电测

与仪表，1999，11.

5胡伟编著.单片机C语言程序设计及应用实例.人民邮

电出版社.

---