国产AD芯片 MS1243应用
前几天做项目用到了一款国产多路ADC采集芯片瑞盟Ms1243,期间遇到不少坑,来跟大家分享一下。
MS1242/MS1243 是一款高精度、宽动态范围、Σ-Δ模 数转换芯片,其工作电压为 2.7V 至 5.25V,可以达到 24bit 无失码转换,且其有效精度可达 21bit。
所谓的无失码就是就是不丢码,比如 8位的ADC,加入从0000 0000 到1111 1111 在实际测试中,每一个码都可以测到就称之为无失码, 若在0000 0001 往上走 到0000 0003的时候 没有出现过0000 0002 就说明丢码了。
该芯片有8个模拟输入通道,如果作为单通道输入,可以是8路ADC采集,如果作为差分,一路固定参考源,另外7路差分ADC,我才用的是AIN0 - AIN6是变换通道输入。AIN7接地作为公共参考端。以下是该芯片的内部结构图和原理图。
说到原理图,这就遇到了第一个坑,因为我懒,直接从某商城上下的它的原理图,如下图所示,注意!!这个图是错误的。
大家看到了吧,他的引脚顺序和人家数据不一样!!坑死我了!! 左边是错的,右边才是对的, 接着往下,来看他的引脚说明。
第二个坑,第4号管脚,4 PDWN I 掉电控制信号,低有效。这个芯片是由掉电控制,当该引脚输入为低电平的时候,芯片掉电不工作,
当初画图有点快,忘记了这个管脚,以为是内部上拉高电平。直至刷完板子回来才发现这个问题。该引脚可以通过1个4.7k的电阻上拉至
VCC电平即可,如果考虑的低功耗,可以通过引脚来控制该芯片引脚的电平。
接着往下,要注意的是外部晶振的时钟的频率要求
要求是1M - 5M之间,我采用的是4.9152M晶振,谐振电容选用10pf ,原理图如下
其他参数指标大家可以自己了解一下,我们接着往下说。
该芯片需要有外部的参考电压源,这个参考电压源的电压是有要求的,如下图所示
我们采用的是3.3V供电,参考电压电压源选择是2.5V,注意,是在RANGE值为1的时候才可设置为2.5V。硬件大致就这些,接下来我们说软件部分。
MCU我们采用的是华大HC32F460,通过SPI协议与MS1243进行通信。
第一个坑是时钟频率
MS1243的时钟频率为4.9152M,我们MCU的SPI时钟频率不能高于该时钟频率,最好小于芯片时钟频率的1/2
我们采用的是1.5M时钟的频率,华大的SPI时钟频率为100M,因此进行时钟分频。
stcSpiInit.enClkDiv = SpiClkDiv64; //时钟分频64,我们进行了64分频,100 / 64 = 1.5625M,比较合适。
第二个坑是MS1243 空闲时的时钟极性和时钟相位。
由图得知,MS1243的SPI协议规定为空闲时时钟为低电平,第一个上升沿发送数据,偶数边沿采集数据,不要弄反了。
第三个坑
DRDY管脚是数据是都准备就绪的标志,当该引脚电平为低的时候,表示数据准备好可以度,当该引脚电平为低的时候,此时数据正在转换,不能去读,
因此可以将此管脚作为中断输入,下降沿触发去读取24位数据。
当MCU没给MS143芯片读取数据信号事,MS1243会自己按照一定的频率进行数据更新,频率如下图所示。
第四个坑是该芯片需要校正时候的延时问题和置位问题。
根据晶振的频率,一个数据输出周期大概是50ms左右,两个时钟周期就是100ms,我们延时150ms
值得注意的是,ACR寄存器第二个为即RANGE校准是必须为0,而我们需要的是RANGE为1。因此在校准完成之后
将ACR寄存器的RANGE位置1.并且校准完之后,第一个数据是不正确的,应该舍弃。
第四个坑,也是和重要的就是发送读取命令和读取数据要有足够的时间间隔。
SDI是数据输入,也就是MCU给MS1243发送命令或者写寄存器
该芯片读取数据的命令有两种,一种是连续读取,一种是单词读取
我们采用的单次读取操作,即发送命令
static unsigned char MS1243_SendByte(unsigned char byte)
{
unsigned char u8Byte;
/* Wait tx buffer empty */
while (Reset == SPI_GetFlag(MS1243_SPI1_UNIT, SpiFlagSendBufferEmpty))
{
}
/* Send data */
SPI_SendData8(MS1243_SPI1_UNIT, byte);
/* Wait rx buffer full */
while (Reset == SPI_GetFlag(MS1243_SPI1_UNIT, SpiFlagReceiveBufferFull))
{
}
/* Receive data */
u8Byte = SPI_ReceiveData8(MS1243_SPI1_UNIT);
return u8Byte;
}
MS1243_SendByte(CMD_RDATA);
发送完读取命令之后,要等待50个时钟周期, 50 *(1 / 4915200) = 10us左右
发送完转换命令之后,我们延时了10us,然后进行了数据读取
读取了3个字节 24位的数据
然后将读取的数据转换为电压,24位的分辨率
得到电压之后进行相应的运算转换即可。
最后一点,我们是多通道的ADC转化芯片,肯定要进行采集通道的切换操作
切换通道指令即往寄存器MUX写通道配置信息,高四位正输入端的通道,低四位为负输入端通道,我们负输入端固定,即为MS1243_MUXN_AIN7。
发送配置MUX寄存器指令
写寄存器命令WREG,读寄存器命令RREG
注意一点,在切换通道时,尽量在DRDY引脚电平为低的时候,防止出现错误。
读取完24位数据之后,DRDY会立即被拉高。
以上就对写MS4243多路ADC采集芯片学习的总结。
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作者:woai32lala
链接:https://bbs.21ic.com/icview-3225296-1-1.html
来源:21ic.com
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