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[参考译文] ADS1256：无法读取配置寄存器中的值并将其写入配置寄存器。

admin
Guru**** 2549940 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS1256, ADS1256EVM-PDK

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/699762/ads1256-not-able-to-read-and-write-the-values-to-the-configuration-registers

器件型号：ADS1256

你(们)好

我有 ADS 1256开发板、并尝试使用 STM 立方体和 SW4 (基于 Eclipse 的工作区)连接 STM32F446ZE。  

有时、我只能在将特定数据写入任何寄存器时从配置寄存器中读取默认值。 我的意思是在写入命令被发送后。 如果我写入数据(其中包含 LSB 位1)、那么我将获得响应读取命令的默认寄存器值。   如果我写入数据(其中包含 LSB 位0)、那么我将获得0x00寄存器值以响应读取命令。   

此外、我无法向寄存器写入任何值。 在这里、我附加了使用逻辑分析仪捕获的 SPI 通信详细信息。

e2e.ti.com/.../6201.SPI.zip

谢谢、

Harsha  

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    TI__Guru**** 2549940 points
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    您好、Harsha、

    欢迎访问 TI E2E 论坛、感谢您分享您的逻辑分析仪屏幕截图！

    我注意到您正在对不同的寄存器进行读取和写入、是有意读取还是打算读回您尝试编程的值？

    当前、您正在发送"0x54 0x00"命令、该命令将写入"I/O"寄存器、当您发送"0x10 0x00"命令字节时、您正在从"状态"寄存器读取数据。

    WREG 命令被忽略、因为当高半字节位全部设置为"0"时、"I/O"寄存器不允许您写入低半字节位。 请参阅下面的 I/O 寄存器说明：
    I/O: GPIO Control Register description

    您的 RREG 命令当前仅读取状态寄存器。 第一个"0x31"结果似乎有效。 请注意、该寄存器的 LSB 遵循/DRDY 引脚的状态、因此在连续读数之间可能会有所不同；但是、在上半字节中仍应看到相同的值。 在第二次读取中、ADS1256看起来不响应 RREG 命令。 也许/RESET 或/PWDN 引脚被设定为低电平、或者同一 SPI 总线上的其它器件在此期间也处于激活状态吗？ 如果不是、您是否在 ADS1256上看到常规/DRDY 脉冲以指示其处于活动状态？

    最后一个重要的建议... 确保在读取或写入器件寄存器之前发送 SDATAC 命令。 如果您处于 RDATAC 模式、则该器件可能会忽略 RREG 和 WREG 命令。 我建议首先发送 SDATAC 命令、以确保您不处于 RDATAC 模式。

    此致、
    Chris

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    TI__Guru**** 2549940 points
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    您好、Christopher、

    感谢您的快速回复。
    是的、这是有意阅读和写作。 首先、我只尝试读取"状态"寄存器、但只有几次我得到了正确的响应。 我添加了 WREG 命令。 我确实会在 DRDY 引脚上看到常规脉冲。 复位和 SYNC/PWDN 引脚被上拉。 SPI 总线上只有 ADS1256。
    在读取和写入寄存器之前、我没有使用 SDATAC 命令。 现在、我将在禁用连续数据读取模式后检查响应、并告知您结果。

    此致、
    Harsha B S
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    TI__Guru**** 2549940 points
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    您好、Christopher、

    我有几个疑问。

    1).同步过程的频率如何？

    2).自校准和系统校准之间有何区别？ 如果我们发出 SELFOCAL 或 SYSOCAL 命令、OFC 寄存器将被更新。 那么、我们需要执行哪一个呢？ 我们需要多久进行一次校准？

    此致、
    Harsha B S
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    TI__Guru**** 2549940 points
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    您好、Christopher、
    我要问的问题很少。 请帮帮我！

    现在、我能够读取和写入 ADS1256配置寄存器值。 在我的电流设置中，Vref 为2.5V。 如果我从 ADC 通道0测量5V 电压，则得到十进制的8388607，并且该值正确(2^23 = 8388608)。 当我将接地端连接到通道0时、我从读取命令中获得17543十进制值。 我认为该值应为0十进制。 我是对的吗？？


    此致、
    Harsha B S
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    TI__Guru**** 2549940 points
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    您好、Harsha、

    很高兴您能在周末使用 RREG 和 WREG 命令！

    回答您的最新问题...

    [报价用户="Harsha B S]1).同步过程需要多长时间？

    仅当需要重新启动 ADC 转换(例如、通过多个通道进行多路复用)或需要在固定时间开始转换(例如、如果需要多个 ADS12A 同时从多个传感器采样电压)时、才需要同步。 除了这些用例、您可能不需要担心同步问题。

    [引用 USER="Harsha B S]2).自校准和系统校准之间有何区别？ 如果我们发出 SELFOCAL 或 SYSOCAL 命令、OFC 寄存器将被更新。 那么、我们需要执行哪一个呢？ 我们需要多久进行一次校准？[/quot]

    "自校准"和"系统"校准之间的差异与您尝试解决和删除的错误有关...

    执行"自"校准时、您将自行消除 ADC 的初始偏移和增益误差。 "系统"校准用于消除系统的总偏移和增益误差；例如、这是由来自传感器、信号调节电路和 ADC 的误差组合产生的。

    "自"校准更易于执行、因为您只需发出自校准命令、ADC 就会 在内部为您测量其自身的偏移和增益误差。 "系统"校准要求您在外部提供正确的0V 和满量程电压。 通常情况下、系统失调电压校准是可行的、但系统增益误差校准不可行、因为它需要非常精确的满量程电压。

    您执行哪种类型的校准以及执行频率由您决定... 只要可能、我建议进行"系统"校准、因为它可以消除的误差比仅 ADC 误差更多。 您校准的频率取决于您期望偏移和增益变化的频率。 如果您的系统在环境温度范围较宽的环境中运行、您可能需要经常重新校准、以消除偏移和增益误差对温度的依赖性、或以其他方式调用之前在类似温度下执行的校准中的校准系数。

    [引用 USER="Harsha B S">当我将接地连接到通道0时、从读取命令中得到17543十进制值。 我认为该值应为0十进制。 我的回答是否正确？[/引述]

    理论上，是的… "17543"的转换结果对应于~10mV 的电压(VREF = 2.5且 PGA = 1V/V)。 负输入通道连接至-10mV、或者 ADC +任何信号调节电路+输入信号源本身都会导致10mV 的偏移误差。

    您可能会尝试将正输入和负输入(至0V)整合在一起、以查看此误差中有多少来自您的信号源。 无论剩余的任何误差是偏移电压、您都应该能够通过"系统"偏移校准将其移除。

    此致、
    Chris

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    TI__Guru**** 2549940 points
    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。
    您好、Christopher、
    感谢详细的解释。 它对我帮助很大。 在执行校准和同步时、我还有一些疑问。

    我按照以下步骤读取连接到 ADC 通道 AIN0至 AIN3的多个传感器。 请确认我的程序是否正确。
    > SRDATAC 命令(连续停止读取数据)
    >选择 ADC 通道(MUX 寄存器写入)
    >执行同步(SYNC + WAKEUP 命令)
    >从传感器读取数据
    >返回到第一步。
    1)。 每次我更改 MUX 寄存器以选择 ADC 通道时、是否需要执行同步？


    我已按照以下步骤执行系统失调电压和增益校准。

    系统偏移校准：
    我选择了单端读取模式、正输入连接到接地、负输入连接到 AINCOM (也连接到 AGND)。 然后发出 SYSOCAL 命令。

    系统增益校准：
    我选择了单端读取模式、正输入连接到5V、负输入连接到 AINCOM (也连接到 AGND)。 然后发出 SYSGCAL 命令。

    2)。 请确认这些校准方法是否正确。 我们是否需要对每个通道执行此过程？
    3)。 如果我有校准后的 OFC 和 FSC 值、我是否可以使用这些值直接写入这些寄存器、而不是再次校准
    电压是多少？

    4)。 ADS1256中的缓冲器使能如何帮助我们？ 缓冲器启用后对 ADC 读数有什么影响？

    5)。 我需要了解第一次检测连接到通道的传感器的过程、然后开始读取传感器。
    基本上需要知道如何处理传感器检测电流源来检测传感器。


    此致、
    Harsha B S
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    TI__Guru**** 2549940 points
    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。

    您好、Harsha、

    您的欢迎！ 关于多路复用过程、序列看起来正确；请记住在重复步骤1之前等待/DRDY 变为低电平。 关于您的其他问题...

    1) 1)我不确定是否有必要、但发布它将使 ADC 切换通道速度更快。

    2) 2)是的、它们与您描述的内容看起来是正确的。

    3) 3)是的、您可以保存校准系数并在稍后再次调用它们。 [6/20更新]：如果您需要单独校准每个通道、这将特别有用。

    4) 4)缓冲器增加 ADC 的输入阻抗。 如果您的传感器没有低输出阻抗、则可能需要缓冲器来防止负载。

    5) 5)要检测传感器是否存在、您需要按照与 ADC 通道多路复用类似的步骤进行操作、但对于其中一个(或多个)通道、您需要启用传感器来检测电流源并测量输入电压。 如果电压测量值大约为~5V 或接近~0V、则可以分别指示存在开路或短路。

    请注意、在尝试测量实际传感器电压时、需要禁用传感器检测电流源以获得最佳测量精度。

    我希望这对您有所帮助、
    Chris

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    TI__Guru**** 2549940 points
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    您好、Christopher、

    感谢您的回复。

    今天、我使用 ADS1256的传感器检测功能进行了测试。 我通过启用0.5uA 电流源对此进行了测试。
    在测试时、我选择了单端模式并对所有通道进行了测试。

    当 ADC 通道打开时，我读取的 ADC 值大约为2161753十进制。
    当 ADC 通道短接表示 Psel 和 Nsel 短接时、I 读为十进制的16772893。 这是满量程值、足以进行识别。

    在这里、我可以轻松区分"短路"、但识别"开路"不太容易。
    这是因为当我连接传感器时、这些值会发生碰撞、该传感器提供的电压与开路情况下相同。 开路条件值不为零。 这些与您所说的"如果电压测量值约为~5V 或接近~0V、则可以分别指示存在开路或短路。" 但在本例中、它是反相的。 请告诉我、我们的理解中缺少任何内容。



    此致、
    Harsha B S
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    TI__Guru**** 2549940 points
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    您好、Harsha、

    很抱歉、我昨天急于给您回复、我对开路电压的回答不正确...因为有一个3V 钳位被启用、开路电压应该更接近3V (而不是5V、正如我在上面所说的那样)。

    我对 ADS1256EVM-PDK 进行了快速测试、 对于开路电压、在启用0.5uA SDCS 的情况下、当输入悬空时、我测量的电压大约为2.71V、如下所示：

    在开路情况下、您似乎测量的电压为1.28V、这是正确的吗？ 这对应于连接到输入的大约2.5MOhms 的有效阻抗。 也许、在断开传感器连接的情况下、输入之间仍然存在这条弱电导路径？ 如果没有焊剂残留物会导致这种电导、请务必清洁 PCB。

    注意：如果我将 SDCS 增加到2或10uA、那么我测量的电压会略大于3V。 您还可以尝试将 SDCS 电流增大到2uA 或10uA、以便在输入断开时增大测量电压。 但是、请确保在连接传感器时、您仍然使用这些较高的电流测量远低于3V 的电压、以免将连接的传感器误认为存在开路。

    此致、
    Chris

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    TI__Guru**** 2549940 points
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    您好、Christopher、

    我已逐波使用 ADS1256开发板。 在该板中，RC 电路连接到每个 ADC 引脚。 RC 电路的电阻值为1k 欧姆、电容值为0.1uF。 测得的开路电压似乎约为640毫伏。 它不是大约3伏。 我也使用2uA 和10uA 电流源进行了检查、但它不是大约3V。 对于10uA、我们得到大约4.4伏；对于2uA、 我们在开路情况下得到大约2.4伏。

    理论上、当 ADC 短路时、我们应该读取"0"的 ADC 值、但正如我昨天提到的、我将获得满量程 ADC 值。 为什么 ADC 在短路时读取该满量程电压？

    在我的应用中、如果我想定期检查传感器集成、那么 我如何确保传感器输出电压在3伏限制范围内？ 我认为使用5V 模拟传感器无法实际实现此功能。 我对吗？？？

    请在下表中找到测量的详细信息。  

    0.5uA SDCS

    2uA SDCS

    10uA SDCS

    ADC 值

    CRO 电压

    ADC 值

    CRO 电压

    ADC 值

    CRO 电压

    开路

    1103365

    624mV

    4209867

    2.3V

    6966209

    4.4V

    短路

    16772508

    0V

    16775703

    0V

    15413

    0V

    短接33k 电阻

    32702

    24mV

    143194

    80mV

    731592

    400mV

    此致、

    Harsha B S

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    TI__Guru**** 2549940 points
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    您好、Harsha、

    您正在读取的大十进制值实际上是负数。 例如、"16772508"(十进制)是"FFED9C"(十六进制)、当您对24位 ADC 代码进行符号扩展时、它实际上表示"-4708"。 当我将十进制代码转换为电阻值时、我得到以下结果...

    总体而言、结果似乎可以、但可能有些失调电压会影响短路输入情况...

    在测量短路输入时、如何配置 OFC[2：0]寄存器？ 请确保您将其重置为默认值、 或者、确保这些通道的校准系数正确(例如、如果您校正了另一个通道上的较大偏移、并且没有为此通道重新编程这些寄存器、则会产生较大的偏移误差)。

    作为参考、当我测量 ADS1256EVM-PDK 上的短路输入时、我得到 的结果约为-270欧姆@ 0.5uA、-95欧姆@ 2uA 和-20欧姆@ 10uA。

    @ 10uA 开路情况下的误差可能是由于输入电压钳位造成的、否则10uA * 1.2 MOhm 将为12V。 我仍然认为、在输入断开的情况下、电流可能有一条泄漏路径(电阻近似值为1.2M Ω)。 它们在 ADC 输入上的任何其他组件(除 RC 滤波器之外)是否也会导致这种情况？

    此致、
    Chris

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    TI__Guru**** 2549940 points
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    您好、Christopher、

    感谢你的答复。

    是的。 我没有考虑 ADC 输出是二进制补码形式。 现在、我纠正了该转换过程。 如果您提供了一个高效的转换代码补丁、我可以实施该补丁来将 ADC 字节转换为电压/整数值、这将对我更有帮助。  

    我已经检查了 ADC 开发板的原理图、发现只有 RC 电路连接到输入端。 (1千欧姆和0.1 μ F)

    下面列出了较新的测量值。

    0.5uA SDCS

    2uA SDCS

    10uA SDCS

    ADC 值

    电压

    ADC 值

    电压

    ADC 值

    电压

    开路

    4892259

    2916mV

    6125239

    3650.9242mV

    7058076

    4206.93mV

    短路

    -4704

    -2.803V

    -1562

    -0.9310mV

    15339

    +9.142mV

    短接33k 电阻

    34262

    +20.42mV

    147885

    +88.1462mV

    756079

    +450.658mV

    这些是校准系数。  每次复位后、我都会执行自校准。 这些值几乎保持不变(1或2个十进制变化)

    OFC0：160 Decimal

    OFC1： 253十进制

    OFC2： 255十进制

    FSC0： 025十进制

    FSC1： 167十进制

    FSC2： 073十进制

    "如果您校正了另一个通道上的大偏移量、但没有为此通道重新编程这些寄存器、则会产生较大的偏移误差"

    我不理解你刚才提到的内容。 请解释这一点。 我们是否需要对每个通道执行校准？  

    此致、

    Harsha B S

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    您好、Harsha、

    [引用 user="Harsha B S">如果您提供了一个高效的转换代码补丁、我可以实施该补丁来将 ADC 字节转换为电压/整数值、这将对我更有帮助。  [/报价]

    我写了一篇博客、其中包含一些示例代码、介绍了如何在 C 语言中使用符号扩展。您可以在以下位置找到它： e2e.ti.com/.../it-s-in-the-math-how-to-convert-adc-code-to-a-voltage-part-1

    从那时起、我仍然使用相同的方法、但我更喜欢编写代码、如下面的示例所示、因为我认为这种方法更干净、更不容易出错... 

    //版权所有(c) 2018 Texas Instruments Incorporated

//示例读取数据函数
Int32_t ReadData ()
｛
uint8_t ADC_DATA[3]；

//在此处插入 SPI 通信
//在 ADC_DATA 数组中收集数据
//其中 ADC_DATA[0]保存 MSB
//和 ADC_DATA[2]保存 LSB

//返回32
位扩展转换结果* int32位 signt
if (ADC_DATA[0]& 0x80u)｛signByte = 0xFF000000；｝
否则｛signByte = 0x00000000；｝

int32_t upperByte=((int32_t) ADC_DATA[0]& 0xFF)<< 16；
int32_t 中间字节=((int32_t) ADC_DATA[1]& 0xFF)< int32_t
< int32_t <t <t <int32_dateByte =(int32_t)< 0xFF；int32_t < int32_t <t <t <int32_t <t <t <t < int32_int32_t

返回(signByte | upByte |中间字节|低字节)；
｝

    注意：此代码片段取自 www.ti.com/.../toolssoftware 上的示例代码

    [报价用户="Harsha B S">我已经检查了 ADC 开发板的原理图、发现只有 RC 电路连接到输入端。 (1千欧和0.1 μ F)[/QUERP]

    好的。 我不认为您的开路阻抗仅为1.2mM 是一个大问题、尤其是因为我在 EVM 上仅测量5mM。 但是、如果您想确定、可以尝试移除电容器并清洁 PCB、以仔细检查是否没有寄生泄漏路径。

    [引用用户="Harsha B S"]

    "如果您校正了另一个通道上的大偏移量、但没有为此通道重新编程这些寄存器、则会产生较大的偏移误差"

    我不理解你刚才提到的内容。 请解释这一点。 我们是否需要对每个通道执行校准？  

    [/报价]

    为了获得最佳性能、是的、您需要在每个通道上执行系统校准。 每个通道都可能具有唯一的失调电压和增益误差、尤其是在考虑信号调节或滤波的外部影响时。

    但是、如果您仅执行自校准、则可能不需要执行此操作。 自校准可消除大部分 ADC 误差(仅 ADC 误差)、因此每个通道的校准系数可能非常相似。

    此致、
    Chris

  • 0
    TI__Guru**** 2549940 points
    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。

    您好、Christopher、

    感谢您的回复。

    我是否可以知道偏移和满量程寄存器值到底是如何影响 ADC 读数值的？  

    请举例说明。 或者，您能指导我在哪里可以获得这些详细信息吗？

    例如、如果输入电压为10mV、并且基于这些寄存器值、ADC 读数将如何变化。

    谢谢、此致、

    Harsha B S

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    TI__Guru**** 2549940 points
    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。

    您好、Harsha、

    查看  ADS1256产品页面"工具与软件"选项卡上的 ADS1255-7设计计算器、了解其是否有用。 有一个"Calibration"选项卡、显示如何将 OFC[2：0]和 FSC[2：0]寄存器值转换为"V"和"V"单位。

    此致、
    Chris