CN113962183B - 一种电能计量芯片接口电路设计方法及其接口电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电能计量芯片接口电路设计方法及其接口电路，包括步骤1，将电能计量芯片和MCU进行交互的数据和信号进行分类，获得分类信号；步骤2，对电能计量芯片接口电路进行重映射设计，重映射设计包括接口电路框架重映射设计和重映射控制寄存器设计，接口电路框架包括信号产生模块、通道选择模块和信号输出模块，信号产生模块将分类信号输出至通道选择模块；通道选择模块基于重映射控制寄存器，选通各分类信号分别输出至信号输出模块的对应输出接口；各输出接口将分类信号输出至MCU。通过该设计方法设计的接口电路，芯片使用者使用起来更加灵活，同时还能兼容不同类型的封装，尤其是在设计封装管脚比较少的计量芯片时，尤为方便。

Description

一种电能计量芯片接口电路设计方法及其接口电路

技术领域

本发明属于电力领域，尤其涉及一种电能计量芯片接口电路设计方法及其接口电路。

背景技术

电能计量芯片主要是完成电能计量等相关功能，系统设计时，需要配合MCU（Microcontroller Unit，微控制单元）一起使用，计量芯片通过接口电路来完成和MCU之间的信息交互。

以前的电能计量芯片功能简单，MCU和计量芯片之间需要交互的信息很少，一般只需要简单的接口电路就能完成系统设计。而现在随着计量芯片的功能越来越复杂，MCU和计量芯片需要交互的信息也就越来越多，图1所示就是现在的计量芯片与MCU之间需要交互的信息。MCU通过通信总线来配置计量芯片，通信总线一般为SPI（Serial PeripheralInterface，串行外设接口）或者UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，异步收发传输器）接口，同时读取有效值、功率和频率等测量数据，而比较重要的能量数据、对响应时间比较严格的信号如实时测量数据，测量信号的状态，事件监测结果则通过专用的接口实时输出给MCU，这样MCU才能及时完成相关处理动作。在以前的计量芯片设计时，会将所有的信号都通过接口电路输出，但是这样芯片的成本会比较高，封装尺寸也会较大。使用时，因为MCU和计量芯片之间接口多且每路都需要隔离，整个系统的成本也会偏高。因此需要采用全新的设计思路解决上述问题。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种电能计量芯片接口电路设计方法及其接口电路。

为了解决上述技术问题，第一方面，公开了一种电能计量芯片接口电路设计方法，包括以下步骤。

步骤1，将电能计量芯片和MCU进行交互的数据和信号进行分类，获得分类信号。

步骤2，基于分类信号，对电能计量芯片接口电路进行重映射设计，所述重映射设计包括接口电路框架重映射设计和重映射控制寄存器设计。

重映射设计后的接口电路框架包括信号产生模块、通道选择模块和信号输出模块。

所述信号产生模块，用于产生分类信号，并将分类信号通过内部总线输出至通道选择模块。

所述信号输出模块，包括一个以上的输出接口，每个输出接口对应一个重映射控制寄存器，即重映射控制寄存器基于输出接口进行设计。

所述通道选择模块，用于接收分类信号，基于重映射控制寄存器，选通各分类信号分别输出至信号输出模块的对应输出接口。

所述信号输出模块的各输出接口，与电能计量芯片的输出管脚相连，用于接收经过通道选择模块选通的分类信号，并将分类信号输出至MCU。

结合第一方面，在一种实现方式中，所述分类信号的信号类型包括能量数据、实时数据、状态类信号和事件类信号。

所述能量数据通过接口电路以电能CF（Calibration Frequency，校准频率）脉冲信号输出至MCU，电能计量芯片中每种能量数据使用一种电能CF脉冲信号表示。

所述实时数据为波形采样数据，采用数据主动输出通信接口通过接口电路传输至MCU，所述数据主动输出通信接口为SPI通信接口、UART接口或者IIC接口中的任意一个。

所述状态类信号，用于输出当前被监测信号的实时状态，接口电路以不同的电平代表被监测信号的不同状态。

所述事件类信号，包括一个以上的子事件类信号，用于输出事件检测结果，通过接口电路以电平变化的形式告知MCU事件是否发生；当事件发生时，在电能计量芯片事件标志位寄存器置相应的事件标志位，再由MCU通过通信接口读取该电能计量芯片事件标志位寄存器，根据事件标志位来判断是哪种事件发生。所述通信接口指电能计量芯片原来就有的且必须具有的和MCU进行双向交互的接口。

结合第一方面，在一种实现方式中，所述事件类信号包括第一子事件类信号、第二子事件类信号、第三子事件类信号和第四子事件类信号。

所述第一子事件类信号包括测量数据更新信号，当测量数据发生变化时，输出第一子事件类信号；所述测量数据包括电流、电压、功率和频率。

所述第二子事件类信号包括电能质量监测结果信号，当电能质量监测结果发生变化时，输出第二子事件类信号；电能质量监测结果发生变化包括电压骤升、电压骤降、波形凹陷、电流过载和波形畸变。

所述第三子事件类信号包括芯片自检信息信号，当完成芯片自检时，输出第三子事件类信号；芯片自检信息包括参数自检结果、晶振监测结果和参考电压监测结果。

所述第四子事件类信号包括误差自检测结果信号，当完成误差自检测时，输出第四子事件类信号；误差自检测结果包括电流测量回路自检异常和电压测量回路自检异常。

结合第一方面，在一种实现方式中，所述步骤2中，基于分类信号，信号产生模块包括能量数据类信号产生模块、实时数据类信号产生模块、状态类信号产生模块和事件类信号产生模块。

能量数据类信号产生模块包括能量计量电路和能量数据类信号产生电路，所述能量计量电路用于产生一种以上的能量数据，所述能量数据类信号产生电路用于对应的能量数据产生相应的电能CF脉冲信号。

实时数据类信号产生模块包括实时采样数据和实时数据输出电路，所述实时采样数据包括实时电流和电压的ADC采样数据，实时数据输出电路能够将实时采样数据传输至通道选择模块，每种采样数据根据选择的数据主动输出通信接口对应不同根数的信号线；当某种采样数据和信号输出模块的对应输出接口选通，则该采样数据通过选中的输出接口输出至MCU；当该采样数据没有选通信号输出模块的任何输出接口，该采样数据照常产生。

状态类信号产生模块包括状态检测电路和状态类信号产生电路，所述状态检测电路用于检测被监测信号的实时状态，所述状态类信号产生电路用于根据被监测信号的实时状态产生对应的电平信号。

事件类信号产生模块包括事件检测电路和事件类信号产生电路，所述事件检测电路用于检测事件，所述事件类信号产生电路用于根据事件是否发生，产生高电平信号或者低电平信号。

结合第一方面，在一种实现方式中，所述步骤2中能量数据类信号产生模块和状态类信号产生模块能够将产生的信号通过信号线传输至通道选择模块，每一种信号对应一根信号线，当某种信号和信号输出模块的某个输出接口选通，则该信号通过选中的输出接口输出至MCU；当该信号没有选通信号输出模块的任何输出接口，该信号照常产生。

结合第一方面，在一种实现方式中，所述步骤2中事件类信号产生模块包括第一子事件类信号产生模块、第二子事件类信号产生模块、第三子事件类信号产生模块和第四子事件类信号产生模块，分别和第一子事件类信号、第二子事件类信号、第三子事件类信号和第四子事件类信号对应，每个子事件类信号产生模块均包括事件检测电路和事件类信号产生电路，每个子事件类信号产生模块对应的事件类信号产生电路产生的信号通过一根信号线传输至通道选择模块；通道选择模块将一个以上的事件类信号产生电路产生的信号均选通至同一个输出接口；通过事件输出使能寄存器能够设置子事件类中何种事件需要产生信号输出。

结合第一方面，在一种实现方式中，所述步骤2中重映射控制寄存器基于输出接口进行设计指为每个输出接口通过对应的控制寄存器选择分类信号，对应的控制寄存器的第5~7位用于选择信号类型，第0~4位用于根据对应的信号类型选择信号源。这样的控制寄存器重映射设计方式能够避免同一个输出接口被同时设置成不同信号的输出接口。

结合第一方面，在一种实现方式中，当控制寄存器的第5~7位选择能量数据、实时数据和状态类信号时，第0~4位按照十六进制的编号来选择信号源，每种信号类型下最多能够选择32种不同的信号源；当控制寄存器的第5~7位选择事件类信号时，第0~4位每一位代表不同的子事件类信号源，这样做的目的是允许第一~第四子事件类信号能够再次组合，通过一个输出接口输出事件类组合信息。

结合第一方面，在一种实现方式中，所述步骤2中信号产生模块在电能计量芯片上电时或者复位时默认关闭，由MCU根据需要的分类信号通过通信接口来开启或者关闭。

通道选择模块在电能计量芯片上电时启动，等到MCU通过重映射控制寄存器为输出接口选择信号源后才有信号输出，没有信号选通或者发生复位时，输出接口与内部信号源直接保持断开状态，即无任何信号选通。

信号输出模块的输出接口在电能计量芯片上电时或者复位时为高阻态，当信号被选通后，其工作和空闲时状态与内部信号源一致。

第二方面，公开了一种电能计量芯片接口电路，采用上述电能计量芯片接口电路设计方法获得。

有益效果：实际应用中，电能计量芯片并不需要把所有信号都传输给MCU。也就是说，MCU并不会用到所有的数据，而是根据设备功能不同选在需要的信号量。有些信号可以采用通知加读取的方式来处理，即电能计量芯片通过一个接口告知MCU有某一类事件发送，通知MCU来读取，MCU及时响应读取相关寄存器来获取精确信息，因此我们可以将事件归类，同一类事件利用一个接口输出。

通过上述分析，本申请提出了对电能计量芯片各类输出信号根据使用习惯和信号特征进行分类，并基于分类信号对电能计量芯片接口电路进行重映射设计的方法，本申请的重映射设计是基于输出接口来定义，即为输出接口来选择信号来源，这样有效的避免了输出接口功能冲突。对不同信号类型，采用不同的重映射方式，对芯片使用者来说使用起来更加灵活。另外这样的映射方式可以让同一颗芯片可以满足不同得以应用场景，比如有些应用侧重于电能计量，则输出的能量数据较多，有的侧重于用电质量，则需要输出实时采样数据，有的侧重于用电保护，则需要更多的输出事件检测。另外这种的映射方式也可以兼容各种管脚数量的封装，尤其是在设计封装管脚比较少的计量芯片时，尤为方便。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1为现有技术中计量芯片与MCU之间需要交互的信息的结构示意图。

图2为本申请实施例提供的一种电能计量芯片接口电路的结构示意图。

图3为本申请实施例提供的一种电能计量芯片接口电路设计方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的实施例进行描述。

本申请提供的一种电能计量芯片接口电路设计方法及其接口电路，可以应用于电能计量和测量、电能质量分析和用电保护等场景。

本申请第一实施例公开了一种电能计量芯片接口电路设计方法，如图3所示，包括以下步骤。

步骤1，将电能计量芯片和MCU进行交互的数据和信号根据应用场景和信号特征进行分类，获得分类信号。

步骤2，基于分类信号，对电能计量芯片接口电路进行重映射设计，所述重映射设计包括接口电路框架重映射设计和重映射控制寄存器设计。

重映射设计后的接口电路框架包括信号产生模块、通道选择模块和信号输出模块。

所述信号产生模块，用于产生分类信号，并将分类信号通过内部总线输出至通道选择模块。

所述信号输出模块，包括一个以上的输出接口，在图2中没有明确规定设计成多少个输出接口，各芯片设计人员可以根据芯片封装大小和芯片功能配置情况自行决定；每个输出接口对应一个重映射控制寄存器，即重映射控制寄存器基于输出接口进行设计。

所述通道选择模块，用于接收分类信号，基于重映射控制寄存器，选通各分类信号分别输出至信号输出模块的对应输出接口。

所述信号输出模块的各输出接口，与电能计量芯片的输出管脚相连，用于接收经过通道选择模块选通的分类信号，并将分类信号输出至MCU。

第一实施例中，如表1所示，所述分类信号的信号类型包括能量数据、实时数据、状态类信号和事件类信号。

所述能量数据通过接口电路以电能CF脉冲信号输出至MCU，电能计量芯片中每种能量数据使用一种电能CF脉冲信号表示，表1中能量数据示例性地包含了第一~第四能量脉冲CF1~4，实际应用场景中可能出现更多种类的能量数据。

所述实时数据为波形采样数据，采用数据主动输出通信接口通过接口电路传输至MCU，所述数据主动输出通信接口可以选择SPI通信接口、UART接口或者IIC（Inter-Integrated Circuit，Inter-Integrated Circuit）接口中的任意一个。

所述状态类信号，用于输出当前被监测信号的实时状态，接口电路以不同的电平代表被监测信号的不同状态。

所述事件类信号，包括一个以上的子事件类信号，用于输出事件检测结果，通过接口电路以电平变化的形式告知MCU事件是否发生；当事件发生时，在电能计量芯片事件标志位寄存器置相应的事件标志位，再由MCU通过通信接口读取该电能计量芯片事件标志位寄存器，根据事件标志位来判断是哪种事件发生。

第一实施例中，如表1所示，所述事件类信号包括第一子事件类信号、第二子事件类信号、第三子事件类信号和第四子事件类信号。

所述第一子事件类信号包括测量数据更新信号，当测量数据发生变化时，输出第一子事件类信号；所述测量数据包括电流、电压、功率和频率。

所述第二子事件类信号包括电能质量监测结果信号，当电能质量监测结果发生变化时，输出第二子事件类信号；电能质量监测结果发生变化包括电压骤升、电压骤降、波形凹陷、电流过载和波形畸变。

所述第三子事件类信号包括芯片自检信息信号，当完成芯片自检时，输出第三子事件类信号；芯片自检信息包括参数自检结果、晶振监测结果和参考电压监测结果。

所述第四子事件类信号包括误差自检测结果信号，当完成误差自检测时，输出第四子事件类信号；误差自检测结果包括电流测量回路自检异常和电压测量回路自检异常。

表1 分类信号的信号类型和信号源

第一实施例中，所述步骤2中，基于分类信号，信号产生模块包括能量数据类信号产生模块、实时数据类信号产生模块、状态类信号产生模块和事件类信号产生模块。

如图2所示，能量数据类信号产生模块包括能量计量电路和能量数据类信号产生电路，所述能量计量电路用于产生一种以上的能量数据，所述能量数据类信号产生电路用于对应的能量数据产生相应的电能CF脉冲信号，并能够将产生的电能CF脉冲信号通过信号线传输至通道选择模块，每一种能量数据对应的电能CF脉冲信号对应一根信号线，当某种电能CF脉冲信号和信号输出模块的某个输出接口选通，则该电能CF脉冲信号通过选中的输出接口输出至MCU；当该电能CF脉冲信号没有选通信号输出模块的任何输出接口，该电能CF脉冲信号照常产生。例如，用户通过控制寄存器选择CF1信号通过输出接口2输出，则MCU就可以从输出接口2获取CF1的电能CF脉冲信号，但是其它能量脉冲CF2~4仍然在产生电能CF脉冲信号，且这些电能CF脉冲信号也通过内部总线输送到通道选择模块。

通常设计时，会用到其中一到两种电能CF脉冲信号用于误差校正，因此除了采用上述每一种电能CF脉冲信号对应一根信号线传输至通道选择模块，分别选通某一输出接口外，还可以采用分时复用的方式设计，即每一种电能CF脉冲信号对应的信号线通过重映射控制寄存器选通至同一个输出接口输出，可以通过MCU控制输出接口在不同的时间段或条件下，选通不同的能量数据对应的电能CF脉冲信号。

实时数据类信号产生模块包括实时采样数据和实时数据输出电路，所述实时采样数据包括实时电流和电压的ADC采样数据，实时数据输出电路能够将实时采样数据传输至通道选择模块，每种采样数据根据选择的数据主动输出通信接口对应不同根数的信号线，当数据主动输出通信接口选择SPI通信接口时，每种采样数据对应三根信号线，每根信号线能够选通至一个输出接口；当数据主动输出通信接口选择UART接口时，每种采样数据对应一根信号线，该信号线能够选通至一个输出接口；当数据主动输出通信接口选择IIC接口时，每种采样数据对应两根信号线，每根信号线能够选通至一个输出接口；在重映射时，需要将这些信号线映射到电能计量芯片的不同管脚上；当某种采样数据和信号输出模块的对应输出接口选通，则该采样数据通过选中的输出接口输出至MCU；当该采样数据没有选通信号输出模块的任何输出接口，该采样数据照常产生。

状态类信号产生模块包括状态检测电路和状态类信号产生电路，所述状态检测电路用于检测被监测信号的实时状态，所述状态类信号产生电路用于根据被监测信号的实时状态产生对应的电平信号，并能够将产生的信号通过信号线传输至通道选择模块，每一种电平信号对应一根信号线，当某种电平信号和信号输出模块的某个输出接口选通，则该电平信号通过选中的输出接口输出至MCU；当该电平信号没有选通信号输出模块的任何输出接口，该电平信号照常产生。本实施例种，被监测信号的实时状态包括电压过零、电流过零、芯片电源异常和电能质量异常等。

事件类信号产生模块包括事件检测电路和事件类信号产生电路，所述事件检测电路用于检测事件，所述事件类信号产生电路用于根据事件是否发生，产生高电平信号或者低电平信号。

第一实施例中，所述步骤2中事件类信号产生模块包括第一子事件类信号产生模块、第二子事件类信号产生模块、第三子事件类信号产生模块和第四子事件类信号产生模块，分别和第一子事件类信号、第二子事件类信号、第三子事件类信号和第四子事件类信号对应，每个子事件类信号产生模块均包括事件检测电路和事件类信号产生电路，每个子事件类信号产生模块对应的事件类信号产生电路产生的信号通过一根信号线传输至通道选择模块；通道选择模块将一个以上的事件类信号产生电路产生的信号均选通至同一个输出接口；通过事件输出使能寄存器能够设置子事件类中何种事件需要产生信号输出。例如，用户可以在第二子事件类信号产生模块中，只选择电压骤升和骤降事件需要产生信号输出，则在事件输出使能寄存器中设置电压骤升和骤降事件需要产生信号输出，则只有当发生这两个事件时，第二子事件类信号产生模块才会产生第二子事件类信号给通道选择模块，并置位相应寄存器的事件标志位，而其他比如过载、波形畸变等则不会产生第二子事件类信号输出。

第一实施例中，所述步骤2中重映射控制寄存器基于输出接口进行设计指为每个输出接口通过对应的控制寄存器选择分类信号，各输出接口的功能完全相同，因此控制寄存器可以统一设计，即对应的控制寄存器的第5~7位用于选择信号类型，第0~4位用于根据对应的信号类型选择信号源，如表2和表3所示。

表2 控制寄存器重映射设计

表3 信号类型选择

第一实施例中，当控制寄存器的第5~7位选择能量数据、实时数据和状态类信号时，第0~4位按照十六进制的编号来选择信号源，如表4所示，表4中列举了具有代表性的信号源，实际上，每种信号类型下可以选择32种不同的信号源；当控制寄存器的第5~7位选择事件类信号时，第0~4位每一位代表不同的子事件类信号源，某一位置1，则表示对应的子事件类信号被选中，如表5所示。

表4 能量数据、实时数据和状态类信号的信号源选择

例如，当输出接口3的控制寄存器的值为0x21时，表示该输出接口输出的是实时数据类型的SCK信号，也就是说，输出接口3当作实时数据传输口的时钟信号口。

表5 事件类信号的信号源选择

例如，当输出接口1的控制寄存器的值为0x43时，表示该输出接口输出的是第一子事件类信号和第二子事件类信号。当MCU监测到该输出接口1有事件产生，其首先查询输出接口1的控制寄存器，当读到该寄存器的值位0x43，表明其输出的是第一子事件类信号和第二子事件类信号的事件信息。接着程序去读取第一子事件类信号第二子事件类信号对应寄存器的事件标志位，根据事件标志位来确定是什么事件产生，做相应操作并清除该事件标志位。

第一实施例中，所述步骤2中信号产生模块在电能计量芯片上电时或者复位时默认关闭，由MCU根据需要的分类信号通过通信接口来开启或者关闭。

通道选择模块在电能计量芯片上电时启动，等到MCU通过重映射控制寄存器为输出接口选择信号源后才有信号输出。没有信号选通或者发生复位时，输出接口与内部信号源直接保持断开断开状态，即无任何信号选通。

信号输出模块的输出接口在电能计量芯片上电时或者复位时为高阻态，当信号被选通后，其工作和空闲时状态与内部信号源一致。

本申请第二实施例公开了一种电能计量芯片接口电路，采用上述电能计量芯片接口电路设计方法获得。

本发明提供了一种电能计量芯片接口电路设计方法及其接口电路，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (9)

1.一种电能计量芯片接口电路设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将电能计量芯片和MCU进行交互的数据和信号进行分类，获得分类信号；

步骤2，基于分类信号，对电能计量芯片接口电路进行重映射设计，所述重映射设计包括接口电路框架重映射设计和重映射控制寄存器设计，

重映射设计后的接口电路框架包括信号产生模块、通道选择模块和信号输出模块，

所述信号产生模块，用于产生分类信号，并将分类信号通过内部总线输出至通道选择模块；

所述信号输出模块，包括一个以上的输出接口，每个输出接口对应一个重映射控制寄存器，即重映射控制寄存器基于输出接口进行设计；

所述通道选择模块，用于接收分类信号，基于重映射控制寄存器，选通各分类信号分别输出至信号输出模块的对应输出接口；

所述信号输出模块的各输出接口，与电能计量芯片的输出管脚相连，用于接收经过通道选择模块选通的分类信号，并将分类信号输出至MCU；

所述分类信号的信号类型包括能量数据、实时数据、状态类信号和事件类信号，

所述能量数据通过接口电路以电能CF脉冲信号输出至MCU，电能计量芯片中每种能量数据使用一种电能CF脉冲信号表示；所述电能CF脉冲信号表示电能校准频率脉冲信号；

所述实时数据为波形采样数据，采用数据主动输出通信接口通过接口电路传输至MCU，所述数据主动输出通信接口为SPI通信接口、UART接口或者IIC接口中的任意一个；

所述状态类信号，用于输出当前被监测信号的实时状态，接口电路以不同的电平代表被监测信号的不同状态；

所述事件类信号，包括一个以上的子事件类信号，用于输出事件检测结果，通过接口电路以电平变化的形式告知MCU事件是否发生；当事件发生时，在电能计量芯片事件标志位寄存器置相应的事件标志位，再由MCU通过通信接口读取该电能计量芯片事件标志位寄存器，根据事件标志位来判断是哪种事件发生。

2.根据权利要求1所述的一种电能计量芯片接口电路设计方法，其特征在于，所述事件类信号包括第一子事件类信号、第二子事件类信号、第三子事件类信号和第四子事件类信号，

所述第一子事件类信号包括测量数据更新信号，当测量数据发生变化时，输出第一子事件类信号；所述测量数据包括电流、电压、功率和频率；

所述第二子事件类信号包括电能质量监测结果信号，当电能质量监测结果发生变化时，输出第二子事件类信号；电能质量监测结果发生变化包括电压骤升、电压骤降、波形凹陷、电流过载和波形畸变；

所述第三子事件类信号包括芯片自检信息信号，当完成芯片自检时，输出第三子事件类信号；芯片自检信息包括参数自检结果、晶振监测结果和参考电压监测结果；

所述第四子事件类信号包括误差自检测结果信号，当完成误差自检测时，输出第四子事件类信号；误差自检测结果包括电流测量回路自检异常和电压测量回路自检异常。

3.根据权利要求2所述的一种电能计量芯片接口电路设计方法，其特征在于，所述步骤2中，基于分类信号，信号产生模块包括能量数据类信号产生模块、实时数据类信号产生模块、状态类信号产生模块和事件类信号产生模块：

能量数据类信号产生模块包括能量计量电路和能量数据类信号产生电路，所述能量计量电路用于产生一种以上的能量数据，所述能量数据类信号产生电路用于对应的能量数据产生相应的电能CF脉冲信号；

实时数据类信号产生模块包括实时采样数据和实时数据输出电路，所述实时采样数据包括实时电流和电压的ADC采样数据，实时数据输出电路能够将实时采样数据传输至通道选择模块，每种采样数据根据选择的数据主动输出通信接口对应不同根数的信号线；当某种采样数据和信号输出模块的对应输出接口选通，则该采样数据通过选中的输出接口输出至MCU；当该采样数据没有选通信号输出模块的任何输出接口，该采样数据照常产生；

状态类信号产生模块包括状态检测电路和状态类信号产生电路，所述状态检测电路用于检测被监测信号的实时状态，所述状态类信号产生电路用于根据被监测信号的实时状态产生对应的电平信号；

事件类信号产生模块包括事件检测电路和事件类信号产生电路，所述事件检测电路用于检测事件，所述事件类信号产生电路用于根据事件是否发生，产生高电平信号或者低电平信号。

4.根据权利要求3所述的一种电能计量芯片接口电路设计方法，其特征在于，所述步骤2中能量数据类信号产生模块和状态类信号产生模块能够将产生的信号通过信号线传输至通道选择模块，每一种信号对应一根信号线，当某种信号和信号输出模块的某个输出接口选通，则该信号通过选中的输出接口输出至MCU；当该信号没有选通信号输出模块的任何输出接口，该信号照常产生。

5.根据权利要求4所述的一种电能计量芯片接口电路设计方法，其特征在于，所述步骤2中事件类信号产生模块包括第一子事件类信号产生模块、第二子事件类信号产生模块、第三子事件类信号产生模块和第四子事件类信号产生模块，分别和第一子事件类信号、第二子事件类信号、第三子事件类信号和第四子事件类信号对应，每个子事件类信号产生模块均包括事件检测电路和事件类信号产生电路，每个子事件类信号产生模块对应的事件类信号产生电路产生的信号通过一根信号线传输至通道选择模块；通道选择模块将一个以上的事件类信号产生电路产生的信号选通至同一个输出接口；通过事件输出使能寄存器能够设置子事件类中何种事件需要产生信号输出。

6.根据权利要求5所述的一种电能计量芯片接口电路设计方法，其特征在于，所述步骤2中重映射控制寄存器基于输出接口进行设计指为每个输出接口通过对应的控制寄存器选择分类信号，对应的控制寄存器的第5~7位用于选择信号类型，第0~4位用于根据对应的信号类型选择信号源。

7.根据权利要求6所述的一种电能计量芯片接口电路设计方法，其特征在于，当控制寄存器的第5~7位选择能量数据、实时数据和状态类信号时，第0~4位按照十六进制的编号来选择信号源；当控制寄存器的第5~7位选择事件类信号时，第0~4位每一位代表不同的子事件类信号源。

8.根据权利要求1所述的一种电能计量芯片接口电路设计方法，其特征在于，所述步骤2中信号产生模块在电能计量芯片上电时或者复位时默认关闭，由MCU通过通信接口来开启或者关闭；

通道选择模块在电能计量芯片上电时启动，等到MCU通过重映射控制寄存器为输出接口选择信号源后才有信号输出，没有信号选通或者发生复位时，输出接口与内部信号源直接保持断开状态，即无任何信号选通；

信号输出模块的输出接口在电能计量芯片上电时或者复位时为高阻态，当信号被选通后，其工作和空闲时状态与内部信号源一致。

9.一种电能计量芯片接口电路，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的电能计量芯片接口电路设计方法获得。

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