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关于ADS1248读写寄存器时序问题

wenhui liu

Other Parts Discussed in Thread: ADS1248, ADS1246

调试了一周时间，对ads1248的写操作仍未成功，对寄存器先写再读回，dout输出始终为零。spi时序都满足要求，reset和start始终高电平，先发送一个字节的写操作指令和寄存器地址，然后依次发送寄存器数目和数据，每个字节的间隔满足5个时钟周期的要求，但读出寄存器的值始终为零。不解问题出现在哪里，三否在发送每个字节前应该先判断/DRDY为0时，然后再发送？硬件电路按参考电路来的，也测试过，不存在问题，肯定问题在SPI上，始终搞不定，急死，望各位高手指点一二，非常感激！！！

  • 0
    TI__Guru**** 308311 points

    Hi

       将你的SPI时序发给我看一下：（包括命令，和写的值）

       其中要注意：

       1.  Write 操作必须在power on后16mS后进行（fOSC=4.096MHz)

       2.  数字写入是下降沿锁存。

  • 0 回复 Johnsin Tao

    时序图没有暂未保存,但通过示波器核对过单片机输出信号时序的正确性,可以确定时序符合要求,且数据在时钟下降沿锁存.如欲将MUX1和SYS0分别写入0x30和0x50，则SPI依次发送0x42 ，0x01 ，0x30 ，0x50，每个字节发送后延迟2us再发送下一字节，然后再读寄存器的值，依次发送0x22 ，0x01，0x FF，0xFF，同样每个字节发送后延迟2us再发送下一字节.写操作也是在上电很长一段时间后进行的，绝对大于16ms

  • 0 回复 wenhui liu
    TI__Guru**** 308311 points

    Hi

       见如下读寄存器的命令， 所以发送命令0x22 ，0x01即可，不需要0x FF，0xFF， 请确认？

      

  • 0 回复 Johnsin Tao
    从上图1可以看出，写完一个字节后，片选cs应该拉高并至少保持5个时钟周期，即1.2us。但从后两个时序图中可以看出，在连续写若干字节时，sclk是连续且等间隔，cs一直拉低。若将单片机的SPI模块配置为8bit，则在连续写几个字节时，相邻两个字节之间的sclk时间间隔会稍微变宽，且cs会被短暂的拉高（几时或几百个ns）。
    那么，问题1：以上3个图中的时钟时序是否存在不一致的问题？实际应用中，应该遵守哪个时序图才是正确的？
    问题2：若遵守后两个图的时序，即连续写若干个字节时，必须连续的sclk，且cs一直保持低，那么，单片机spi模块在连续写若干字节时cs的短暂变高是否影响正常通讯，或者反之，甚至要满足相邻字节间cs拉高不小于1.2us？
  • 0 回复 wenhui liu
    TI__Guru**** 308311 points

    Hi

       首选你需要明确片选CS的功能： CS作为ADC SPI口的控制开关，置低有效。

       在不是多个ADC芯片并联的应用场合，CS脚可永远置低，SPI接口持续有效。

      也可以在完成每一次转换后CS置高一下，因为在没有转换的这段时间里，DIN/DOUT都是没有数据的，所以置高是可以的。（可以看如上你的第三个图）

  • 0 回复 Johnsin Tao
    TI__Guru**** 308311 points

    Hi

       在正确是时序里(参照第一图)， 在CS置低以后，时钟SCLK给出，DIN数据写入，DOUT输出输出，完成后CS置高再进行下个采样转换是可行的。

       在这一个周期的转换内，无论你的MCU是配置3个8位还是其他，在这个周期过程中CS都被建议置低(24位的数据转换过程中，CS都是置低的）

  • 0 回复 Johnsin Tao

             感谢您对上述问题的解答！

    还有两个问题想请教：1.对datasheet中关于bias voltage仍有困惑，请问什么情况下需要用到bias voltage？若用到时，是两个差分输入端都需要bias voltage偏置，还是其中一个通道使用？

    2.在执行SYSOCAL和SYSGCAL校准指令前，是否对应的通道必须分别输入（或切换到）0V和满刻度电压值时才能正确的进行校准？在SPS=2000时，校准时间约为8.07ms，是否意味着每条校准指令均需要8.07ms的执行时间？

  • 0
    Prodigy 80 points

          wenhui liu :

                  你好！

                看了你的问题，感觉我和现在读写ADS1246是一样的情况，DOUT就是都没有数据输出，不知道你现在解决没有，能否提供一下解决方法，谢谢！

              

  • 0 回复 tian zhang

    首先，确认数据在时钟下降沿捕获（或锁存），否则正常通讯无法建立。

    在读写寄存器时，即便读写一个寄存器指令也不会少于3个8bit（字节），实测发现发送多个字节时cs应该一直拉低，发送完最后一个字节后再将cs拉高。采用mcu自带的SPI模块，在连续发送多个字节时，每个字节之间cs会被短暂拉高，影响了正常通讯，这也解释了为何网上好多帖子采用GPIO来模拟SPI通讯没有出现通讯异常的问题。

    希望对你有帮助。

  • 0 回复 wenhui liu
    Prodigy 80 points

       感谢wenhui liu 的提示，问题已经找到了，主要是读写寄存器的时候CS没有一直为低。

  • 0 回复 Johnsin Tao

     感谢您对上述问题的解答！

    还有几个问题想请教：1.对datasheet中关于bias voltage仍有困惑，请问什么情况下需要用到bias voltage？若用到时，是两个差分输入端都需要bias voltage偏置，还是其中一个通道使用？

    2.在执行SYSOCAL和SYSGCAL校准指令前，是否对应的通道必须分别输入（或切换到）0V和满刻度电压值时才能正确的进行校准？在SPS=2000时，校准时间约为8.07ms，是否意味着每条校准指令均需要8.07ms的执行时间？

    3.ads1248内部自带的温度二极管输出电压与温度之间的关系式是什么？

  • 0 回复 wenhui liu
    TI__Genius 15705 points

    1. 看上去，输入是个无极性（正负信号）信号，或者前级和1248之间做交流耦合的情况下，可以把这个bias voltage用起来。这样即可使1248内建直流工作点，不受外部影响。手册29页图11也指出了温度传感器的电容值和bias voltage建立时间的关系。这个关系可以这样理解，就是说bias voltage建立时，会通过那个开关电阻向前级的传感器隔直电容充电，如果容值越大，充电时间越长。当充到与bias voltage相等时，建立结束。

    2. 手册54页，OCAL时切换到0，GCAL时切换到Full scale。校准时间应该是指每条指令的，见手册54页图82和手册32页表14。

    3. 手册30页右下角，25°时对应115mV，温度系数405uV/°C，所以关系式应该是

    V=115mV+405uV/°C*(T-25)

  • 0
    Prodigy 80 points

    您好，我MCU采用STM32，想用STM32的硬件SPI控制ADS1246，但是DEBUG模式下单步运行写入例如0X43，用示波器检测DIN只发现DIN有0跳变到1，然后就没有变化了，不知道为什么不能写入43,。我的CS脚一直是拉低的，START脚一直拉高，下图是SPI的配置,我采用IO模拟SPI的话就没有问题，郁闷呢

     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
        GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_15;
     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //50M时钟速度
     GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

      /*!< Configure ADS1246_SPI_SPI pins: MISO */
     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
        GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);  

          /* SPI1 configuration */
        SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;
        SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;
        SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;
        SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;
        SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;
        SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;
        SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_256;
        SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;
        SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;
        SPI_Init(SPI2, &SPI_InitStructure);
     
      /* Enable SPI1  */
        SPI_Cmd(SPI2, ENABLE);  

    }

    uint8_t SPI_SendByte(uint8_t byte)
    {
      /* Loop while DR register in not emplty */
      while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);

      /* Send byte through the SPI1 peripheral */
      SPI_I2S_SendData(SPI2, byte);

      /* Wait to receive a byte */
      while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);

      /* Return the byte read from the SPI bus */
      return SPI_I2S_ReceiveData(SPI2);
     }

    您能告知一下怎么回事么？拜谢

    我现在发现： 

    我在3.0的库的环境下，配置SPI，然后调用它写入一个数据，可是SCK引脚始终都没有脉冲信号

  • 0 回复 user1876117
    TI__Genius 15705 points

    你可以参考手册53页图81试试写寄存器，首先第一个Byte指定寄存器地址，第二个Byte指定写入的字长，然后向指定寄存器写数据。写好好，参考图80，把寄存器读出来。如果这个操作可以运行的话，则说明SPI的通信应该是没有问题的。