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[参考译文] ADS1158:ADC 芯片上的 SPI

Guru**** 1963925 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS1158, ADS1258
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/1331999/ads1158-spi-on-adc-chip

器件型号:ADS1158
主题中讨论的其他器件: ADS1258

ADS1158遇到持久性问题、具体而言涉及 SPI 功能。 MOSI 和 MISO 无法始终提供可靠的传输。

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    尊敬的 Nikhil Ayyala:

    您能详细说明一下吗? 这些信息不足以帮助我们开始了解您的问题

    请提供原理图、示波器/逻辑分析仪的通信快照、以及尽可能多的导致该问题的情况信息、以及您已经为诊断该问题所做的一切工作

    -Bryan

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    您好、Bryan:

    对于模糊的描述很抱歉。 我在此提供问题的说明:

    我们一开始就无法启动 SPI。 我将随附一张具有以下重要信号的表格、以展示这些问题。

    我们的主要问题包括:

    -通道数据直接读取波形与作为参考的数据表中提供的不匹配

    -寄存器和通道数据读取与数据表中作为参考提供的数据不匹配

    - SPI 数据寄存器似乎没有被加载

    我已经将 C 文件和命令附加到 ADS1158。 如果需要有关函数的更多信息、请告诉我。

    Fullscreen
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    /**
    * \file
    *
    * \brief USB Standard I/O (stdio) Example
    *
    * Copyright (c) 2011-2018 Microchip Technology Inc. and its subsidiaries.
    *
    * \asf_license_start
    *
    * \page License
    *
    * Subject to your compliance with these terms, you may use Microchip
    * software and any derivatives exclusively with Microchip products.
    * It is your responsibility to comply with third party license terms applicable
    * to your use of third party software (including open source software) that
    * may accompany Microchip software.
    *
    * THIS SOFTWARE IS SUPPLIED BY MICROCHIP "AS IS". NO WARRANTIES,
    * WHETHER EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, APPLY TO THIS SOFTWARE,
    * INCLUDING ANY IMPLIED WARRANTIES OF NON-INFRINGEMENT, MERCHANTABILITY,
    * AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. IN NO EVENT WILL MICROCHIP BE
    XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

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    尊敬的 Nikhil Ayyala:

    我将在此处添加您的图像、以便您可以在帖子中访问这些图像:

    启动(黄色)、CS (蓝色)

    时钟(蓝色)

    VDD (黄色)、RESET (蓝色)  

    SCLK (蓝色)、MISO (黄色)

    MOSI (蓝色)

    CLKSEL (黄色)、PDWN (蓝色)

    -Bryan

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    尊敬的 Nikhil Ayyala:

    如果我查看您提供的时钟图像、会发现时钟信号更像锯齿形信号、而不是方波。 为什么会这样呢? 您将在何处测量这个信号?

    此外、如果刻度为2V、则该信号看起来仅为1V。 您的时钟源是什么? ADC 需要一个参考 DVDD 的时钟信号、在本例中、我假设该信号为3.3V。

    您能否提供原理图以便我们进行审阅? 请将其发布到 e2e 主题帖、而不是提供指向其他位置的链接。 如果你有一个 PDF 或图像文件、你通常只需将其拖放到线程中即可。

    -Bryan

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    您好、Bryan:

    来回答您的问题

    -我们直接在晶振本身处测量时钟信号

    -我们使用的时钟源是晶体振荡器本身

    我已随附相关原理图的 pdf 文件。

    e2e.ti.com/.../ADC-Schematics-pdf.pdf

    此外、我们还对其他一些关键端子进行了测量:

    Vcc_Ref_:4.18 V

    - AVDD:5V

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    尊敬的 Nikhil Ayyala:

    您能否尝试测量 CLKIO 引脚上的时钟信号以确保它是16 MHz 输出? 许多客户在启动32kHz 晶体时遇到问题。 您可能需要在 ADC 寄存器映射中启用

    您还可以尝试移除晶体并使用外部时钟来查看行为是否更加一致。 这就是我们建议您操作 ADS1158的方式、即用离散时钟振荡器代替晶体

    图像显示 SCLK 和 MISO (DOUT)。 不过、SCLK 信号 在整个过程中都处于高电平。 "你干嘛啊? 如果没有 SCLK 信号、您无法对 ADC 进行读取或写入

    -Bryan

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    您好、Bryan:

    我们执行了 CLKIO 引脚测量。 输出如下:

    我们观察到频率为32.7kHz、但无法看到峰峰值超过1V。 这里、CLKSEL 为低电平、所以这是 XTAL1的信号、我们在直接测量晶体的焊盘时会得到相同的波形。 CLKIO 看起来很好、并且无论 CLKSEL 的值如何、都处于16 MHz 状态。

    写入 ADC 寄存器映射并将 CLKSEL 设置为高电平后、我们得到的波形显示为:

    这与您在帖子中提到的预期时钟输出相匹配。  

    关于 SCLK 和 MISO、SCLK 信号始终处于高电平正是我们的问题。 我们按照 ADS1158数据表中针对 SCLK 的初始化说明进行操作、但无法生成一致的 SCLK。 SCLK 持续为高电平的这种情况并不构成所有观察到的行为。 但即使 SCLK 正常运行、也不会执行 SPI 传输。  

    根据我们的理解、代码至少应能够进行通道数据直接读取、反过来应能够开启 SPI。 但是、我们无法在波形中观察到这种行为。  

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    尊敬的 Nikhil Ayyala:

    关于 SCLK 和 MISO, SCLK 信号是高电平整个时间正是我们的问题。 我们按照 ADS1158数据表中 SCLK 的初始化说明进行操作,但无法生成一致的 SCLK。

    现在我有点困惑:SCLK 信号不是由 ADC 生成、而是由您的控制器生成。 因此、如果 SCLK 有问题、它不是 ADC 的故障、我实际上无法提供太多支持。

    另请注意、SCLK 信号必须空闲低电平、而不是高电平。 换句话说、当不被使用时、SCLK 必须为逻辑0、而不是逻辑1、即 SPI 模式01。

    -Bryan

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    您好、Bryan:

    我们更新了一些截图、其中包含了我们的微控制器提供的正确 SCLK 信号。 当我们尝试生成通道数据直接读取的时序图时、以下是图像:

    DRDY -黄色、CS -绿色、SCLK -蓝色


    SCLK -蓝色、MISO -黄色、MOSI -绿色

    我们希望 MISO 线路处于活动状态、MOSI 处于非活动状态

    这是我们的准则:
    e2e.ti.com/.../2654.main.c

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    尊敬的  Nikhil Ayyala:

    当您尝试读取数据时、您需要 SCLK 信号在时钟沿将该数据输出到您的控制器。 请参阅数据表中的下图。

    您发送的图像就像 SCLK 信号上的噪声一样、该噪声会耦合到其余的通信信号中

    -Bryan

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    我应该已经放大该信号。 就会得到这个波形。 这里是黄色 MISO 和蓝色 SCLK

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    尊敬的  Nikhil Ayyala:

    这些信号看起来真的很糟糕。 您正在 DOUT 线路上看到过冲/下冲电压。 同样、在 SCLK 上、当信号为低电平时、信号下降到远低于地电平、至少根据您的示波器截图所示。

    目前尚不清楚是什么导致了这些问题、这可能是布局不佳和接地不当的组合。 如果您想与此 ADC 通信、就必须解决这些问题。

    您也可以尝试获取我们的 ADS1258 EVM、以便在尝试使您的解决方案正常工作之前从已知且有效的解决方案着手。

    -Bryan

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    您好、Bryan:

    我们设法生成了更清晰的信号。 这是我们输入到 MATLAB 中、

    我们目前正在尝试调查应用于 MOSI 的奇数偏移。 但是、该信号当前正在执行常规寄存器读取、因此 MISO 和 SCLK 看起来没问题。

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    尊敬的 Nikhil Ayyala:

    感谢您提供此信息。 这看起来像"通道数据读取命令"、因为您要发送0011 0000、然后又接收到16位。 这是您的预期吗?

    如果没有、您目前遇到什么问题?

    -Bryan

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    您好、Bryan:

    在此图中 MOSI 电压电平不是问题吗? 我们一直在尝试确定如何将其设置回正常状态。

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    尊敬的 Nikhil Ayyala:

    我同意 DIN 偏移是问题、但这对于 ADC 不是问题、因为控制器是生成 DIN 输出的路径

    -Bryan

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