圖 2-1 展示了基于 MSPM0G3507 和 AMC131M03 的三相電能測量應用方框圖。

在每個相位（或線路）上都會直接測量相電壓以及每條線路（3 相）的電流和通過 N（中性）引線的電流；因此默認情況下支持 3 相 3 引線 (3P3W) 或 3 相 4 引線及中性線 (3P4W) 配置。由于未使用某些相位，此參考設計還可用于分相型（相位 C 保持斷開）或單相（相位 B 和 C 保持斷開）配置。在 TIDA-010244 方框圖中，分流傳感器分別連接到 3 個相位，同時使用簡單的分壓器來對每條線路的相應電壓進行分壓，從而進行電流測量。分流器的選擇基于電能測量所需的電流范圍，同時確保在大電流下盡可能降低分流器內的功率耗散。假設要測量的每相最大電流為 100A 或 120A，則 150μΩ 至 200μΩ 之間的數值較為常見。

在此設計中，四個 AMC131M03 或 AMC131M02 器件通過以下方式與 MSPM0+ MCU 交互：

1. 三個不同的時鐘信號饋送到 4 通道輸出 LVCMOS 緩沖器 LMK1C1104，以獲取 4 個相同的同相時鐘信號 CLKIN1 至 CLKIN4，從而確保所有 ADC 運行和收集的數據樣本彼此同步。
   1. TI BAW 振蕩器 CDC6C 為 LMK1C1104 和 MSPM0G3507 器件提供 8.192MHz 的高精度時鐘信號（默認選項）。
   2. 一個外部 16.384MHz 晶體振蕩器 (XTAL) 為 MSPM0G3507 HFXIN 和 HFXOUT 引腳供電，并且通過一個 2 分頻的內部分壓器來創建 8.192MHz 的 M0_CLKOUT 信號（在未安裝 TI BAW 時）。隨后，M0_CLKOUT 連接到 LMK1C1104 時鐘緩沖器。
   3. 來自 MSPM0G3507 的 PWM 信號可提供給時鐘緩沖器，以實現評估方面的目的。為了啟用 PWM 信號，前述時鐘器件之一需要連接到 HFXIN 和 HFXOUT（可選）。
2. LMK1C1104 的 4 個輸出饋送到從 CLKIN1 到 CLKIN4 的四個輸入引腳（每個 ADC 器件一個）。
3. 在四個 AMC131M03 和 AMC131M02 器件中，每個器件均將 CLKIN 輸入進行 2 分頻，并將該值用作 Δ-Σ 調制時鐘。
4. SPI_SCK（SPU 總線時鐘）信號（作為 SPI 控制器的 MCU 的輸出）輸入到第二個 4 通道輸出 LVCMOS 緩沖器 LMK1C1104，以便為 SPI 數據傳輸獲取四個相同的同相時鐘信號。
5. 四條 SPI_SCK 線路（SCLK1 至 SCLK4）被饋送到每個 ADC 的 SCLK 輸入端，從而確保所有 ADC 都在共享 SPI 總線上同步運行。
6. 使用了四條單獨的 CS 線路，這些線路由 MSPM0+ MCU 的 SPI 外設自動生成和控制。
7. 當新的 ADC 樣本就緒時，每個 AMC131M03 都會將 DRDY 輸出引腳（DRDY1 至 DRDY4）置為有效，從而提醒 MCU 有新的數據樣本可用。
8. 檢測到 DRDY 下降沿后，MSPM0+ MCU 使用 DMA 模塊中的一個 SPI 和兩個 DMA 通道，從各 AMC131M0X 器件讀入電壓和電流樣本。四個獨立 ADC 同時生成四個 DRDY 信號，但由于 ADC 共享同一個 SPI 總線，MCU 將按順序讀取 ADC。
9. MCU 還通過電路板上 XDS110 調試程序的 USB Type-C 接口或外部 FTDI 連接器與 PC GUI 進行通信。
10. 來自 MCU 的 ACT 和 REACT 輸出信號表示用于精確測量和校準的有功和無功電能脈沖。這兩個信號都是根據參考表校準電表所需的關鍵信號。

MSPM0+ MCU 具有內部上電復位 (POR) 以及 POR 和欠壓復位 (BOR) 電源監測器，該監測器具有四個可配置的閾值電壓。

此參考設計可通過 USB Type-C 連接器或標記的接頭施加 5V 電壓，或在指定接頭引腳上施加 3.3V 電壓。有關為電路板供電的正確跳線連接的詳細信息，請參閱 節 3.3.2。

USB Type-C 接口可用于對 MSPM0G3507 進行編程和調試。該接口為隔離式，可用于通過 USB 電源向系統提供 5V 供電。如果選擇 5V 選項，則 USB Type-C 接口的隔離不會生效。

此參考設計還提供了兩種通過藍牙傳輸計量參數數據的選項：一種是使用帶全無源器件（分立式實施）的 CC2340 藍牙低耗能子系統，另一種使用基于 CC2340 的藍牙模塊。

圖 2-1 基于 MSPM0G3507 和 AMC131M03 的三相電能測量方框圖