MS5182N(AD7682)驱动开发调试总结(一)

简介

  • MS5182N芯片是瑞盟科技的一款4通道的16位SAR ADC芯片,其对标的是ADIAD7682芯片,或者说基本上两者功能一样,可以作为国产替代。另外其MS5189(8通道的)对标的则是AD7689。我此次项目中仅使用了MS5182N 。不过还是吐槽一下,其数据手册做的真是无语,虽然明显有直接从AD7682上抄过来的,不过抄的也是不忍足视,我都怀疑其有做详细勘检没。鉴于此,最后我还是直接用AD7682的数据手册。

芯片操作

  • 芯片拿到手对于软件或者驱动层开发的人来说,首先关注的是其总线操作方式,以及了解时序操作和寄存器内容了。该芯片是(Q)SPI接口的。
    MS5182N(AD7682)驱动开发调试总结(一)_第1张图片
    MS5182N(AD7682)驱动开发调试总结(一)_第2张图片

读写操作

1.该芯片有两种状态三种读写数据模式。
  • 含繁忙指示器
    • RDC (转换期间读取/写入)
      • 此模式适合高速SPI
    • RAC (转换后读取/写入)
      • 此模式适合任何速度SPI
    • RSC (转换全程读取/写入)
      • 此模式适合任何速度SPI
  • 不含繁忙指示器
    • RDC (转换期间读取/写入)
      • 此模式适合高速SPI
    • RAC (转换后读取/写入)
      • 此模式适合任何速度SPI
    • RSC (转换全程读取/写入)
      • 此模式适合任何速度SPI
2.是否使用繁忙指示器,是根据转换结束后的CNV的电平操作状态。
  • 如果转换结束后,将CNV置高,则表示禁用(不使用)繁忙指示器。
  • 如果转换结束后,将CNV拉低,则表示使用繁忙指示器。

三种读写数据模式的时序解读

1.RDC (转换期间读取/写入)
  • 不含繁忙指示器的时序图:MS5182N(AD7682)驱动开发调试总结(一)_第3张图片
    • 注:
      • tCONV:指转换指令写入时间
      • tCYC: 转换+采集数据的时间
      • tDATA:读取数据的时间/转换配置指令发送
  • SCK时钟信号时序图可以知道,该模式下发送转换指令是需要16个时钟,意思就是每次发送指令时要连续写入两字节的指令数据(因为ADC16bit的)。
    • 在(POWER UP)上电之后,发送(可以是无效配置(xxx))转换命令(同时也是读取n-2次的数据,但因为时刚上电,所以读取的也是无效的转换数据,真正的数据是在第一次配置有效指令2次读取之后[就是tDATA那次有效配置开始])之后,将CNV拉高(即不使用繁忙指示器)一段时间后,进入数据采集(ACQUISION)状态,然后再将CNV拉低一段时间,采集结束,然后再将CNV拉高,发送CFG(n)(指第n次配置参数)指令,当前也是读取第(n-2)次的转换数据时刻,如此反复之。
      !!!所以读取数据时,需要注意的时在写当前配置参数时CFG(n),同时接收的是前2次CFG(n-2)发出配置指令下的转换数据。
      undefine.png
      有此图上电后的两次转换是无意义(CONVERSION UNDEFINEED)的,数据直接丢弃。
  • 因为数据读取/写入是在tDATA期间,而此时间是有严格时间控制的,见下图。

MS5182N(AD7682)驱动开发调试总结(一)_第4张图片
所以对时钟要求较高,如下图:

MS5182N(AD7682)驱动开发调试总结(一)_第5张图片
一般用于高速SPI(或者说常见MCU模拟SPI可能不适合该RDC模式)

2.RAC (转换后读取/写入)
  • 不含繁忙指示器的时序图:MS5182N(AD7682)驱动开发调试总结(一)_第6张图片
    • 注:
      • tCONV:指转换指令写入时间
      • tCYC: 转换+采集数据的时间
      • tDATA:读取数据的时间/转换配置指令发送
  • 相比于上面RDC模式,从RAC模式的时序图看到,在上电后(POWER UP),不是在转换期间(tCONV)时发送配置(也是读取第(n-2)次配置指令转换的数据),而是在采集期间(ACQUISION)发送配置,在转换期间时,CNV引脚时拉高状态,在经过(tCONV)时间后,然后再拉低。
  • 因为数据读取/写入发生在tACQ期间,而此时间没有最大限制,见下图,所以低速度SPI也可以使用。

MS5182N(AD7682)驱动开发调试总结(一)_第7张图片

3.RSC (转换全程读取/写入)
  • 不含繁忙指示器的时序图:MS5182N(AD7682)驱动开发调试总结(一)_第8张图片

    • 注:
      • tCONV:指转换指令写入时间
      • tCYC: 转换+采集数据的时间
      • tDATA:读取数据的时间/转换配置指令发送
  • 相比于RAC模式,从RSC模式的时序图看到,其时序读写类似,上电后(POWER UP),其不是在转换期间(tCONV)时发送配置(也是读取第(n-2)次配置指令转换的数据),而是在采集期间发送配置,但在上电后(POWER UP)后进入转换期间(tCONV)时,CNV引脚有一个先拉高再拉低的过程,然后在发送配置指令(读取数据)是在采集(ACQUISION)和转换整个时期,且其是将配置指令拆分成两次发送,每次发送8字节(从SCK时钟可以看出),且在采集(ACQUISION)和转换的时刻有一个CNV拉高再拉低的变化。可以认为其是SPI8bit数据读写模式,而前面是SPI的16bit读写模式。

  • 因为数据读取/写入发生在tACQ+tDATA期间,参考上面RAC模式,而此时间没有最大限制,见上图,所以低速度SPI也可以使用。

注:以上是无繁忙指示器的时序讲解,但是含有繁忙指示器的其实与其一样,只是每个模式的SCK多了一个时钟(本来16个SCK,但是繁忙指示器是有17个SCK的),如下含繁忙指示器的时序图。

  • 含繁忙指示器的时序图:

MS5182N(AD7682)驱动开发调试总结(一)_第9张图片


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