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[参考译文] ADS1261:SPI MISO 仅回显 MOSI 线路数据

Guru**** 2390995 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS1261

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/998407/ads1261-spi-miso-is-only-echoing-mosi-line-data

器件型号:ADS1261

当前正在尝试设置从 STM32L471ZETx  到 ADS1261的通信以读取加载单元数据。 我认为我的代码结构按照示例代码( https://www.ti.com/product/ADS1261#design-development##software-development)进行了正确设置、并且配置不好、因为我收到发送到 ADC 的命令的响应、但响应仅反映我发送的数据(每个数据字节、 而不仅仅是预期的初始回波字节)。 我是否应该查找任何内容或可用于进行故障排除的资源? 我已经连接了 SPI 的设置和实际通信、如果还有其他我可以连接的东西、请告诉我。 提前感谢!

static void MX_SPI3_Init(void)
{

  /* USER CODE BEGIN SPI3_Init 0 */

  /* USER CODE END SPI3_Init 0 */

  /* USER CODE BEGIN SPI3_Init 1 */

  /* USER CODE END SPI3_Init 1 */
  /* SPI3 parameter configuration*/
  hspi3.Instance = SPI3;
  hspi3.Init.Mode = SPI_MODE_MASTER;
  hspi3.Init.Direction = SPI_DIRECTION_2LINES;
  hspi3.Init.DataSize = SPI_DATASIZE_8BIT;
  hspi3.Init.CLKPolarity = SPI_POLARITY_LOW;
  hspi3.Init.CLKPhase = SPI_PHASE_2EDGE;
  hspi3.Init.NSS = SPI_NSS_HARD_OUTPUT;
  hspi3.Init.BaudRatePrescaler = SPI_BAUDRATEPRESCALER_8;
  hspi3.Init.FirstBit = SPI_FIRSTBIT_MSB;
  hspi3.Init.TIMode = SPI_TIMODE_DISABLE;
  hspi3.Init.CRCCalculation = SPI_CRCCALCULATION_DISABLE;
  hspi3.Init.CRCPolynomial = 7;
  hspi3.Init.CRCLength = SPI_CRC_LENGTH_DATASIZE;
  hspi3.Init.NSSPMode = SPI_NSS_PULSE_DISABLE;
  if (HAL_SPI_Init(&hspi3) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /* USER CODE BEGIN SPI3_Init 2 */

  /* USER CODE END SPI3_Init 2 */

}

void SPITask(void *arguments) {
    uint8_t transmission_buf[6] = { 0x12, 0x03, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00};
    uint8_t start_conversion_buf[2] = { 0x08 ,0x03 };
    uint8_t reset_buf[2] = { 0x06,0x03 };
    uint8_t receive_buf[6] = { 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00 };
    uint8_t id_buf[6] = { 0x20,0x00,0x00 ,0x00,0x00,0x00 }; //read id register

    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, ADC1_nPWDN_Pin, GPIO_PIN_SET); //pwdn pin is high before conversions
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, ADC1_nRESET_Pin, GPIO_PIN_SET); //reset pin is high before conversions
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, ADC1_START_Pin, GPIO_PIN_SET); //start pin is high before conversions
    //poll for the drdy bit
    while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,ADC1_nDRDY_Pin) == 1);
    for (;;) {
        HAL_SPI_Init(&hspi3);
        HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi3, (uint8_t*)id_buf,(uint8_t*) receive_buf, 6, 100);
        HAL_SPI_DeInit(&hspi3);
    }
} 

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    您好、Ryan、

    您是否有逻辑分析仪数据来显示所有数字线路上的 SPI 事务? 这将有助于了解这里发生的情况。

    我使用 Saleae 逻辑分析仪、因此、如果您使用同一器件、您只需发送数据文件、我就可以在我的末尾打开数据文件、而不是发送静态图像。

    布莱恩

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    上周我们刚刚获得了示波器/逻辑分析仪、但我在将其连接到电路板上时遇到了一些问题。 我们获得了带 RPL1116 数字探头插件的 DS1074Z Plus (https://www.rigolcanada.com/products/digital-oscilloscopes/1000z/)。  我们完全不熟悉嵌入式开发、因此电路板上可能缺少一些器件、但无法将逻辑分析仪固定到芯片上。 将短线焊接到引脚上(如本文 https://articles.saleae.com/logic-analyzers/logic-analyzer-tutorial-probe-setup 中所示)是否是连接分析仪的最佳方法?  

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    您好、Ryan、

    我想答案是"不管有什么工作"。 理想情况下、ADC 附近的数字线路上应该有接头引脚、如您提供的链接中所示(下图)。 如果没有这些接头、焊接短接线可能是下一个最佳选择。

    请告诉我们您发现的内容。

    布莱恩

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    谢谢 Bryan、

    我已附上电路板另一侧的图片、其中包含2个 ADC、我们在 ADC 附近有一些接头引脚、但我们的原理图显示它们是负载单元连接的输入。 因此、我们下一步将会焊接一些导线。 上一篇文章链接了提到的30 AWG 导线、这对我们来说是一个好方法吗? (https://www.amazon.ca/30-Electrical-Flexible-Different-Electronics/dp/B07GBYPHBC?th=1)

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    您好、Ryan、

    感谢您的观看。 最好的方案是在数字上使用类似的接头引脚、我会将其推荐给未来的电路板、因为它会使调试变得更加简单。

    我会使用对您焊接到的封装引脚/焊盘最有意义的任何导线、以确保您可以获得干净的焊料连接、而不会排放到相邻引脚上。 在这一过程中、我们有其他工程师无意中使用焊料桥接两个引脚、但需要很长时间才能找出问题所在。

    布莱恩

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    感谢 Bryan、我将对哪条导线最合适做一些研究。 我将在收到逻辑分析仪中的数据后再报告、感谢您迄今提供的所有帮助!

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    Ryan、听起来不错、请告诉我们您发现的内容

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    嗨、Bryan、

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    嗨、Bryan、

    在我们使用逻辑分析仪确定情况的同时、快速提出问题。

    同时、是否还有其他选项可用于调试与 ADC 的 SPI 通信? 我一直在使用 STM32CubeIDE 并单步执行代码以检查寄存器值、但到目前为止、这种情况只会让我感到很失望。 在我们弄清楚逻辑分析仪的同时、只需涵盖我们的所有基础即可。

    谢谢、  

    Ryan

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    您好、Ryan、

    逻辑分析仪有助于一次查看所有通信线路、这有助于诊断 SPI 问题和时序问题。 同时、您可以向我发送发送发送发送 ADC 的命令(以十六进制表示)以及发送这些命令时从 ADC 获得的响应(以十六进制表示)。 此外、请向我发送您正在使用的寄存器设置(同样、以十六进制或二进制形式、而不是作为代码抽象)。 这不会点亮任何时序问题、但这是一个开始。

    布莱恩

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    发送:START (0x08)然后 RDATA (0x12)。 对这两个参数的响应与我输入的相同、因此 START 接收0x08和0x03 (我的任意数据值)、然后 RDATA 将接收0x12和0x3  

    至于寄存器设置、我相信这些是您想要的吗? (我还将包括 IDE 中的图像、以防万一)

    SPI 配置
    实例0x40003c00
    模式260 0x104
    方向0
    数据大小1792 (0x700)
    clkpolarity 0
    clkphase 1
    NSS 262144 (0x40000)
    波特率预分频器16 (0x10)
    第一位0
    TI 模式0
    计算0
    多项式7.
    波长0
    nsspmode 0

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    您好、Ryan、

    感谢您提供信息。

    我需要您发送到 ADC 的寄存器设置。 这看起来是 MCU 的配置方式。

    此外、发送 START 命令后、您需要等待 DRDY 变为低电平、或等待数据就绪。 然后您可以发出 RDATA 命令。 不能说说是错误的、但我们可以通过逻辑分析仪看到这一点、即当 CS 变为低电平时、ADC 如何接收 START 命令、DRDY 正在执行什么操作、ADC 如何接收 RDATA 命令以及 ADC 如何响应 RDATA 命令。

    此外、您将向 ADC 施加什么信号?

    布莱恩

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    嗨、Bryan、  

    我们肯定会尝试设置一个逻辑分析仪、以使其更轻松(在寻找能够正确焊接引脚上电线的人时遇到一些问题)。 请原谅我、因为我们是嵌入式开发的全新产品、所以我需要澄清一些基本问题。

    我相信我正在等待 DRDY 通过以下行变为低电平:

    while (HAL_GPIO_ReadPin (GPIOB、ADC1_nDRDY_Pin)= 1);

    至于施加到 ADC 的信号、这些信号指的是我从 GPIO 引脚发出的信号? 在发送任何命令之前、我使用这些函数发送信号、但这可能是对我的部分的误解。

    HAL_GPIO_WritePin (GPIOB、ADC1_nPWDN_Pin、GPIO_PIN_SET);//pwdn 引脚在转换前处于高电平
    HAL_GPIO_WritePin (GPIOB、ADC1_nRESET_Pin、GPIO_PIN_SET);//复位引脚在转换前为高电平
    HAL_GPIO_WritePin (GPIOB、ADC1_START_Pin、GPIO_PIN_SET);//START 引脚在转换前处于高电平

    关于寄存器设置、我对查找这些设置的位置有点困惑。 这可能是我的问题的一部分、因为 我只在 STM32CubeIDE 的.IOC 文件中设置配置设置、然后它会自动为我生成所有内容。 我不是手动设置/发送任何寄存器设置、因此可能会完全丢失这些设置? 或者、这是 HAL 库处理的内容吗?

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    您好、Ryan、

    有关完整的 ADC 寄存器映射、请参阅 ADC 数据表中的第9.6节。 如果您对这些设置满意、则无需修改它们、但如果您希望 ADC 以任何其他方式运行、则需要发出 WREG 命令来执行此操作。

    听起来、您将 START 引脚保持在高电平并发出 START 命令、这是不允许的。 如需更多信息(9.4-1)、请参阅 ADC 数据表中的转换控制部分。

    对于施加到 ADC 的信号、我想问您要使用 ADC 测量什么? 您将哪些模拟测试信号应用于 ADC 的输入、然后将其转换为数字输出代码?

    每当在 DIN 上发出命令时、您是否在 DOUT 引脚上看到正确的命令响应? 例如、当您在 DIN 上发出 START 命令(0x08h +任意字节)时、您是否在 DOUT (0xFFh +回显字节、其中回显字节为0x08h)上看到正确的响应?

    布莱恩

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    我认为 ADC 的默认设置应该可以、但这是一个很好的信息、谢谢大家。

    我已删除 START 命令、并将使用 GPIO 引脚启动转换。

    我们在 DOUT 上看不到正确的响应。 我接收到的数据与我们发送的数据是相同的副本。 因此、当我在  DIN 上发送(0x08h +任意字节)时、我接收 (0x08h +我发送的任意字节)而不是 (0xFFh + 0x08h)

    目前、我们使用来自 Bran 传感器的称重传感器通过连接到 Weipu SP13电缆进行测试。 我随函附上了我们收到的数据表的副本

     

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    您好、Ryan

    感谢您提供相关信息

    我要指出、默认寄存器设置的 ADS1261上的两个模拟输入都连接到 VCOM、这意味着它们都有效地短接在一起。 因此、ADC 将始终在默认配置下读取0V 输入电压、因此您必须更改该寄存器(INPMUX)中的值才能测试系统。 第9.5.5.10节讨论了如何发送 WREG 命令。

    我会检查您电路板上的一些内容:

    • SPI 时钟速度。 ADS1261可支持高达~10MHz 的 SCLK 速度、因此假设您的 SCLK 小于该速度、您应该可以正常工作
    • SPI CPOL 和 CPHA 设置。 ADS1261接口 SPI 模式1下运行、其中 CPOL=0和 CPHA=1。 在 SPI 模式1中、SCLK 空闲、数据在 SCLK 上升沿更新或更改;数据 SCLK 下降沿锁存或读取。 我看到一些 MCU 外设不是很清楚、因此请确保 MCU 行为遵循 ADS1261的预期。
    • 接口电源电压。 确保 MCU 和 ADC 使用相同的逻辑电平进行通信。 ADS1261 DVDD 电源电压范围为2.7V 至5.25V

    为了进行测试、您可能需要首先施加来自精密源的已知电压。 这将帮助您建立基线、然后您可以从此处转到更复杂的测量。 首先、我要向 ADC 输入施加1V 电压、然后查看您是否可以获得1V 输出电压。 此外、对于一个负载单元、激励电压通常也被用作基准电压、这将需要改变配置设置(特别是 REF 寄存器)。

    您是否有可以分享的原理图?

    布莱恩

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    嗨、Bryan、

    我将深入探讨您的建议、了解其中的哪些内容、谢谢!

    我确实有一个原理图、但由于这是定制设计的电路板、我对允许分享的内容进行了某种程度的限制。 原理图的哪些部分会有所帮助? 我有 ADC 交流激励、交流激励电源、ADC 本身、ADC 测量调节以及负载单元使用的连接器和 MCU 芯片本身的图像。  

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    您好、Ryan、

    目前、ADC 连接最为重要(模拟输入、电源、数字输出等)

    如果需要、您也可以通过单击我的姓名将我添加为朋友。 然后、您可以通过私人消息共享任何敏感信息。

    布莱恩

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    您好、Ryan、

    感谢您发送原理图。 我在 ADC 部分没有看到任何明显的东西、看起来一切都正常。 您可能会考虑在模拟输入电阻器之后添加差分和共模电容器、这些电容器在原理图中显示为 DNP。 但这不会阻止 ADC 输出数据、因此这不是当前问题的根源。

    请告诉我您的测试结果。

    布莱恩

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    嗨、Bryan、

    关于董事会、这些都应该是正确的、我们已经与一位顾问合作、让我们开始开发、而这些都是他所经历的事情。 我们目前无法获得任何提供已知电压的方法、是用于测试 PCB 本身吗? 如果是这样、我相信我们可以假设电路板工作正常、因为我们接管了第三方的项目、该第三方的项目使用了我们无法访问的专有库。 如果不是、这是我们将尽快解决的问题。  

    至于 我可以更改的 INPMUX 设置、我已按照数据表将命令结构化、以便写入 INPMUX 寄存器、但我仍会收到相同的结果。 我已将其移动、因此它在代码中的几个不同位置调用、但没有更改。 我不确定的部分是要使用的 AIN 值。 根据原理图、我应该使用 AIN5和 AIN6? 如果       我理解原理图、连接到称重传感器的输入引脚将 ADC1_VE_A、ADC1_VE_B、A_CH1、B_CH1作为连接线连接到 AIN5和 AIN6?

    void SPITask(void *arguments) {
    	uint8_t write_INPMUX[3] = { 0x51, 0x12, 0x00};
    	uint8_t response_buf[3] = { 0x00, 0x00, 0x00};
    	uint8_t transmission_buf[6] = { 0x12, 0x03, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00};
    	uint8_t receive_buf[6] = { 0x00,0x00,0,0,0,0 };
    	HAL_StatusTypeDef response = HAL_ERROR;
    
    	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, ADC1_nPWDN_Pin, GPIO_PIN_SET); //pwdn pin is high before conversions
    	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, ADC1_nRESET_Pin, GPIO_PIN_SET); //reset pin is high before conversions
    	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, ADC1_START_Pin, GPIO_PIN_SET); //start pin is high before conversions
    	while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,ADC1_nDRDY_Pin) == 1);
    	HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi3,write_INPMUX, response_buf,3,1000);
    	for (;;) {
    		HAL_SPI_Init(&hspi3);
    		while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,ADC1_nDRDY_Pin) == 1);
    		response = HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi3, transmission_buf, receive_buf, 6, 1000);
    		HAL_SPI_DeInit(&hspi3);
    	}
    }

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    您好、Ryan、

    您是否收到有关 DRDY 的任何活动? 当您将开始高电平时、您应该会在 DRDY 中看到大约为1/数据速率的脉冲。 您能否使用示波器检查逻辑分析仪是否仍在工作?

    并且、您是否已检查以确保在给定 ADS1261数据表要求的情况下 MCU 中定义的 SPI 模式是正确的?

    布莱恩

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    SPI 模式应正确。 它被配置为 CPOL =0和 CPHA =1 、这应该与数据表中的 SPI 模式1相对应。

    这是我们从 DRDY 获取的读数。

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    您好、Ryan、

    感谢示波器屏幕截图。

    此图中的时基表明 DRDY 高脉宽为~10ms、而低脉冲宽度为~7ms。 如果 ADS1261以20SPS 的默认数据速率运行、我将期望一个大约为16个 CLK 周期宽的脉冲、该脉冲由~50ms 的低电平周期隔开。 这与我在下面所包含的图像类似。

    此外、电压标度为1V、以便 DRDY 信号电压电平为8V? 是这样吗? ADS1261不支持这些电压电平、如果对输入施加此类高电压、可能会损坏这些电压电平。

    由于您有4通道示波器、您能否在尝试发出 WREG 命令时探测 DIN、DOUT、CS 和 SCLK?

    布莱恩

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    我可以通过代码设置的涡流信号电压吗? 如果这是硬件设计的一部分、则假设将值设置为安全值应该是安全的。 如果这是我可以自己改变的事情、那么可能是错误的。

    我们将尝试一次探测这4条线、但我们很可能会遇到与连接 LA 相同的问题、DIN、DOUT、CS 和 SCLK 的4个引脚直接相邻、因此探针将相互接触、并且可能超过1个引脚。 我们目前正在尝试确定设置一些具有您提到的接头引脚的开发板所需的资源、以便我们能够正确调试。  

    再次感谢所有的建议!

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    您好、Ryan、

    DRDY 是 ADC 的输出、因此电压应由 ADC 的 DVDD 控制。 这就是您发送的示波器屏幕截图所涉及的原因。

    您是在 ADC 还是在 MCU 进行探测? 您是否确定焊接到数字引脚上的导线未意外连接/桥接到其他迹线?

    布莱恩

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    直接探测到 MCU 上。 我们找不到人能够正确地将一些短导线焊接到引脚上、因此我尝试直接在引脚上进行探测、因此很有可能在引脚之间建立连接。  

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    您好、Ryan、

    好的、请告诉我您在继续调试时发现的内容。

    如果您在调试过程中有任何其他问题、请告诉我。

    布莱恩

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    感谢 Bryan、

    关于  我发布的 INPMUX 寄存器设置命令、在选择 AIN 值和发送命令时、我是否认为我正在正确执行该部件?

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    您好、Ryan、

    您要发送的命令(0x51 0x12)是用于寄存器地址0x11h (INPMUX)的 WREG 命令、选择 MUXP = AIN0和 MUXN = AIN1。 这似乎是在您的原理图中选择参考通道、因此不正确。

    您还只需要发送两个字节的数据、而不需要发送三个字节(您在之前提供的代码片段中还有一个额外的0x00h 字节)。

    无论采用哪种方法、如果 ADC 未如图79所示响应 WREG 命令、则通信出现问题。 我要强调、如果不查看完整的 SPI 通信(CS、SCLK、DIN、DOUT 等)、则很难提供进一步的帮助、 理想情况下使用逻辑分析仪、但也可以使用示波器。 听起来、您正在进行电路板修订、以便更轻松地访问数字引脚。 请告诉我何时可以访问和获取这些信息、以便我们进一步调试(如有必要)。

    布莱恩