[参考译文] BOOSTXL-PGA460：多个器件的高分辨率回波波形

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Other Parts Discussed in Thread: PGA460, ENERGIA

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/sensors-group/sensors/f/sensors-forum/1235629/boostxl-pga460-high-resolution-echo-waveform-with-multiple-devices

器件型号：BOOSTXL-PGA460
主题中讨论的其他器件：PGA460、 ENERGIA

你(们)好！

我们正在研究通过各种器件实现的超声衰减。我们发现、由于传输脉冲的距离很短、在双静态模式下、传输线和接收线之间存在一些电容、因此我们可以在波形一开始看到信号尖峰、这种情况掩盖了信号。根据我们的理解、这不应该出现、在观察与换能器连接的示波器时、我们看不到尖峰。有关此尖峰的示例、请参阅下图：

为了解决这一问题、我们购买了另一个 PGA460板来将超声波脉冲的传输与接收分开、从而消除电容问题。但是、我们也需要可通过在数据监控页面上选择 DSP - LP Filter On Graph Mode 获得的高分辨率数据。

在使用 UART 和从 BusDemo Energia 草图中工作时、这似乎并不容易实现。我看到过使用 SPI 来获取数字化 ADC 信号、然后做我们自己的 DSP、但我不太擅长电子学、在想我们能否获得一些指导来了解如何使用一个 PGA460板传输信号、并使用一个 PGA460板接收信号、从而获得高分辨率 ADC 波形。

感谢您提供的任何帮助

插孔

1 年多前

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 1624225 points

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您好、Jack：

感谢您在传感器论坛发帖！

为了消除在信号开始时看到的尖峰、您需要额外的 PGA460、所以这样做是正确的。此处的问题并不是真正的电容问题、而是在脉冲命令期间从驱动电路耦合到返回电路中的内部噪声、因此它不是电路板设计所固有的、而只是部件本身内部的噪声。与单静态系统相比、尖峰降低了、但不等于理想双静态系统中的尖峰。

您提到的上述更高分辨率的数据称为"直接数据突发"、这是可以在使用 DP_MUX 寄存器控制的数字信号路径的各个点从器件中提取的原始数字数据、请参阅下图：

您仍可以使用标准 UART 命令器件执行测量、但请注意、UMR 命令5在此模式下无效。仅通过 USART 收集突发数据、因此无法使用 UART 收集这些数据。原因是该模式需要时钟引脚上的时钟、若要在直接数据突发期间获取数据、所有数据将在 TXD 引脚上输出。请记住、CLK 引脚用于提供时钟脉冲、直到所有数据都已发送并将所有数据进行传递、USART 帧中没有起始或停止、它们本质上都是数据帧、直到您在最后接收到校验和。数据包在8位段中以 LSB 的形式传输到 MSB。需要注意的一点是、USART 没有启用或禁用

安装两个 EVM 应该不会太困难、因为您可以对每个板使用相同的通信线路进行寻址、因此您可以更改每个器件上的地址。您可以将一个器件设置为突发、另一个器件设置为监听、您需要通过 Energia 执行此操作、因为 GUI 不支持此操作。我们正努力在 GUI 上实现此目标、因此您可能会看到一些相关选项、但此操作从未完成、因此设置会使 GUI 崩溃。

希望这对您有所帮助！

此致！

艾萨克

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 1624225 points

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尊敬的 Isaac：

谢谢你这么快的答复。我想我明白您关于如何获取直接突发数据的看法、但我仍然不十分清楚如何在代码中实现这一点。

您是否有可能为我提供一些有关如何接收完整数据突发的代码提取？

插孔

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 1624225 points

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嘿 Jack、

我无法在 GUI 上找到用于此函数的代码、但我至少可以提供示波器捕获数据线中发生的情况。

白色波形为 RXD、棕色为 TXD、红色为 CLK。在这里、我们发送一个 BURST 和 LISTEN 命令以开始测量、我们开始以8位块运行时钟：

在这段时间内、需要运行时钟并从 TXD 引脚收集数据、因此、您首先应该会看到大量零、但最终会开始接收数据、如下所示：

收集数据的时间长度取决于在传感器上配置的记录长度。数据完成后、您会看到 TXD 引脚下拉至零并保持不变。在我们的代码中、时钟运行时间比所配置的记录窗口稍长、仅为了确保收集到每个数据位。这是另一个捕获。

此致！

艾萨克

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 1624225 points

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尊敬的 Isaac：

感谢您的答复。不过、我仍然非常不确定如何将其转换为可以在 Energia 上运行的代码、以便获取完整波形。如上所述、我真的不具备电气知识、因此示波器捕获让我更加困惑！

我可以在 Energia 库的 PGA460_USSC.cpp 文件中看到、存在通过 SPI 进行的通信-这是您讨论 USART 时的意思吗？

您是否知道如何从此代码轮询 TXD 引脚？

真的很感谢你的帮助-这个区域不是我的专长!

插孔

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 1624225 points

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您好、Jack：

纠正 Energia 库已有支持 USART 的配置、在该库上标记为 SPI 通信。您只需要以正确的模式初始化器件。例如在 GetDistance 示例中，您将看到名为 initPGA460()的函数；但函数中没有任何参数。

如果您转到 PGA460_USSC.cpp 文件、您可以确切地看到该函数的作用、请参阅下面的屏幕截图、但其中一个参数用于通信模式、一个参数用于 UART 地址更新。这意味着、如果您希望保持 UART 地址不变、则需要为 SPI 或 USART 通信模式发送3和0。

我认为、在函数 pullEchoDataDump (byte element)中可以看到对如何采集大量数据进行类似比较。这会从由 MCU 采样的回波数据转储中输出128字节的数据。在直接数据突发选项中、与单次读取相比、收集的数据量更大。数据量主要取决于记录窗口的长度、但在执行此 pullEchoDataDump 示例之后、您可以对收集进行建模。查看 SPI、其中、comm=3。

希望这对您有所帮助！

此致！

艾萨克

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 1624225 points

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尊敬的 Isaac：

谢谢您的支持-我今天就来试试。我曾经反复查看过这段代码、但我的印象是 pullEchoDataDump 函数只能从 PGA460电路板的内部存储器中采样128个字节的数据、并且这可以在发送超声波命令后的任何时间点完成。

对于直接数据突发、我是否应该尝试以类似的方式提取数据？ -我看到 SPI 通信模式使用函数 spiMosiIdle 来实现这一点。同样、我认为是从内部存储器中提取数据、而不是像以前建议的那样直接从 TXD 线路读取。

我想再说明一下,我多么感谢你的帮助-已经非常有用!

插孔

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 1624225 points

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您好、Jack：

轻微校正、我意思是 pullEchoDataDumpBulk。稍微正确一点、pullEchoDataDumpBulk 函数对存储在内部 PGA460存储器中的128个字节的数据进行采样、但像直接数据模式一样、这些数据都通过 TXD 引脚传递到 MCU。如前所述、这两者之间的主要区别是回波数据转储是在测量命令完成后请求的、但一旦您发送突发和监听命令、就会收集直接数据、因此必须立即收集数据。

因此、您的函数将与 pullEchoDataDumpBulk 公式不同、因为如果没有函数的这一部分、您就不必请求基本上已经删除的数据、并且一旦请求突发、基本上就会开始收集。

else if (comm == 3) // SPI
	{
		// run read bulk transducer echo data dump command on first iteration
		byte buf7[3] = {syncByte, TEDD, calcChecksum(TEDD)};
		spiTransfer(buf7, sizeof(buf7));
		// MOSI transmit 0xFF to pull MISO return data
		spiMosiIdle(129);
		for(int n=0; n<128; n++)
		{			
		   bulkString = bulkString + "," + misoBuf[n];		   
		}
		return bulkString;

编写函数的一些提示：

由于 SPI 仅在直接数据模式下工作、因此可以将您创建的函数设置为在 PGA460未配置为 SPI 模式时返回错误。这不是必需的、但具有它可能会很好。

不需要 byte buf7[3]和 spiTransfer()行，因为它们将命令发送到设备以传递批量数据，并由 MCU 执行。

如上所述、spiMosiIdle 函数只会强制 MCU 通信线路处于高电平、以允许数据从 PGA460流向 MCU 并收集该数据。值129是预期的字节数、因此该数字需要更大才能容纳所有数据。

n < 128的 for 循环值指示将读取多少个数据包。这需要根据您的记录长度进行更改、因此此值与您在 spiMosiIdle 中输入的值密切相关。请记住、使该值大于其所需值、因为始终可以对其进行微调、使其更小。这将创建一个字符串、其值由 bulkString 中存储的逗号分隔、但如果更适合您、可以通过另一种方式重写该函数、以保存您的数据。不过、这可能是转到 CSV 格式的一种简单方法。

当然、您可以在函数开始时使用 ultrasonicCmd 函数发送测量命令。

如果您有任何其他问题、请随时帮助告知我！

此致！

艾萨克

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 1624225 points

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尊敬的 Isaac：

好的、有些进展-我通过 SPI 协议进行通信-但在触发 P1突发和监听命令后、我只会得到0 (或者从技术上讲、如果下面的代码只是0、那么不会打印)离线！

下面是我创建的用于触发突发和记录直接数据突发的代码：

/*------------------------------------------------- runEchoDirectDataBurst -----
 |  Function runEchoDirectDataBurst
 |
 |  Purpose:  Runs a preset 1 or 2 burst and or listen command to capture the full direct data burst.
 |
 |  Parameters:
 |		preset (IN) -- determines which preset command is run:
 |			• 0 = Preset 1 Burst + Listen command
 |			• 1 = Preset 2 Burst + Listen command
 |			• 2 = Preset 1 Listen Only command
 |			• 3 = Preset 2 Listen Only command
 |			• 17 = Preset 1 Burst + Listen broadcast command
 |			• 18 = Preset 2 Burst + Listen broadcast command
 |			• 19 = Preset 1 Listen Only broadcast command
 |			• 20 = Preset 2 Listen Only broadcast command
 |
 |  Returns:  comma delimited string of all direct data burst values
 *-------------------------------------------------------------------*/
void pga460::runEchoDirectDataBurst(byte preset)
{
	if (comm == 3) // SPI
	{
		// enable Echo Data Dump bit
		regAddr = 0x40;
		regData = 0x80;
		byte writeType = SRW; // default to single address register write (cmd10)
		if (preset > 16)	  // update to broadcast register write if broadcast TOF preset command given
		{
			writeType = BC_RW; // cmd22
		}

		byte buf10[5] = {syncByte, writeType, regAddr, regData, calcChecksum(writeType)};
		spiTransfer(buf10, sizeof(buf10));
		// delay(10);

		// run preset 1 or 2 burst and or listen command
		pga460::ultrasonicCmd(preset, 1);

		// disbale Echo Data Dump bit
		regData = 0x00;
		buf10[3] = regData;
		buf10[4] = calcChecksum(writeType);
		spiTransfer(buf10, sizeof(buf10));

		// Read out full amount of data
		readFullDirectDataBurst();
	}
	else
	{
		// do nothing
	}
	return;
}

/*------------------------------------------------- readFullDirectDataBurst -----
 |  Function readFullDirectDataBurst
 |
 |  Purpose:  Bulk read out all bytes of the direct data burst from the latest burst and/or listen command.
 |		This is only valid for SPI mode, and must be performed directly after a burst and/or listen command,
 |		as there is no storing of the signal on the PGA460 board.
 |
 |  Parameters:
 |		none
 |
 |  Returns:  comma delimited string of all direct data burst values
 *-------------------------------------------------------------------*/
void pga460::readFullDirectDataBurst()
{
	if (comm == 3) // SPI
	{
		// run read bulk transducer echo data dump command on first iteration
		// byte buf7[3] = {syncByte, TEDD, calcChecksum(TEDD)};
		// spiTransfer(buf7, sizeof(buf7));
		// MOSI transmit 0xFF to pull MISO return data
		spiMosiIdleFullData(16000);
	}
	else
	{
		// do nothing
	}
	return;
}

/*------------------------------------------------- spiMosiIdleFullData-----
 |  Function spiMosiIdleFullData
 |
 |  Purpose:  Forces MOSI of 0xFF to idle high master output, while
 |			MISO pin returns all direct data burst values
 |
 |  Parameters:
 |		size (IN) -- number of MISO data bytes expected from slave
 |
 |  Returns: none
 *-------------------------------------------------------------------*/
void pga460::spiMosiIdleFullData(byte size)
{
#ifdef EnSPI
	// memset(misoBuf, 0x00, sizeof(misoBuf)); // idle-low receive buffer data
	digitalWrite(SPI_CS, LOW);
	while (true)
	{
		digitalWrite(SPI_CS, LOW);
		// misoBuf[i] = usscSPI.transfer(0xFE);
		misoValue = int(usscSPI.transfer(0xFE));
		if (misoValue != 0)
		{
			Serial.println(misoValue);
		}
		digitalWrite(SPI_CS, HIGH);
	}
	digitalWrite(SPI_CS, HIGH);
	return;
#endif
}

我在标准 initBoostXLPGA460 ()和 defaultPGA460 ()之后从 Energia sketch 中像这样触发此函数：

void loop() {
  Serial.println("Getting data:");
  Serial.println(ussc.runEchoDirectDataBurst(edd-1));
  delay(5000);
}

没有太多的运气!

SPI 线路只产生0。我目前怀疑我需要向 PGA460发送命令、以便触发它在 SPI 线路上发送正确的数据、但我不知道如何操作。我还认为将 test_mux 寄存器设置为0x01 (要发送的数字 LP 滤波器的值)可能是值得的，我曾尝试在 defaultPGA460 ()中执行此操作，如下所示，但也不幸运：

	if ((comm == 0 || comm == 2 || comm == 3) && (comm != 6)) // USART or OWU mode and not busDemo6
	{
		byte buf12[59] = {syncByte, EEBW, USER_DATA1, USER_DATA2, USER_DATA3, USER_DATA4, USER_DATA5, USER_DATA6,
						  USER_DATA7, USER_DATA8, USER_DATA9, USER_DATA10, USER_DATA11, USER_DATA12, USER_DATA13, USER_DATA14,
						  USER_DATA15, USER_DATA16, USER_DATA17, USER_DATA18, USER_DATA19, USER_DATA20,
						  TVGAIN0, TVGAIN1, TVGAIN2, TVGAIN3, TVGAIN4, TVGAIN5, TVGAIN6, INIT_GAIN, FREQUENCY, DEADTIME,
						  PULSE_P1, PULSE_P2, CURR_LIM_P1, CURR_LIM_P2, REC_LENGTH, FREQ_DIAG, SAT_FDIAG_TH, FVOLT_DEC, DECPL_TEMP,
						  DSP_SCALE, TEMP_TRIM, P1_GAIN_CTRL, P2_GAIN_CTRL, EE_CRC, EE_CNTRL, BPF_A2_MSB, BPF_A2_LSB, BPF_A3_MSB,
						  BPF_A3_LSB, BPF_B1_MSB, BPF_B1_LSB, LPF_A2_MSB, LPF_A2_LSB, LPF_B1_MSB, LPF_B1_LSB, TEST_MUX, calcChecksum(EEBW)};

		if (comm == 0 || comm == 2) // UART or OWU mode
		{
			Serial1.write(buf12, sizeof(buf12)); // serial transmit master data for bulk EEPROM
		}
		if (comm == 3) // SPI mode
		{
			spiTransfer(buf12, sizeof(buf12));
		}
		delay(50);

奇怪的是、当我将板连接到 GUI、进行刷写、使其进行 LP 滤波器模式回波形、然后上传 Energia sketch 时、我确实得到了一些下行值。非常奇特

有什么建议吗？在 GUI 中进行代码提取是一件令人惊异的事情、尽管我相信你说你找不到它。希望我和您的辛勤工作将使未来也想做类似事情的人受益!

插孔

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 1624225 points

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嘿 Jack、

我今天未能查看您的回答、但让我看看我是否能找到 PGA460 EVM 的代码、以便了解我能否为您提供这些答复。我将在周一回到您的身边。

此致！

艾萨克

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 1624225 points

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尊敬的 Isaac：

谢谢-我很感激

插孔

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 1624225 points

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您好、Jack：

我找到了 GUI 固件的源代码、但代码不是以可读性很好的方式编写的、因此很难弄清楚代码中到底发生了什么。我认为最好是通读已开始的 Energia sketch。

我在查看上面的第一块代码时注意到了一些问题：

1.我看到您在 EE_CNTRL 寄存器中启用了数据转储。我们不使用此模式、因此不需要设置值并将其写入器件的代码行。在执行命令7指令之前、数据转储不会提供数据、但这将只提供128个字节。

2.我没有看到任何 DP_MUX 配置来选择数据多路复用器输出。这是寄存器0x4B 的前三位。如果未配置该设置、器件将不会进入直接数据突发模式。这就是为什么通过 SPI 线路只拾取零点的原因。在发送 pga460::ultrasonicCmd (预设，1)之前，请输入此配置；

3.删除直接数据突发禁用代码，因为该代码永远不会启用。

将 TEST_MUX 设置为0x01会将 AFE 输出直接输出到 TEST 引脚、因此这不是您在系统中寻找的工作模式、因此请确保将此配置回零。希望这将产生比以前更好的结果。

此致！

艾萨克

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 1624225 points

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尊敬的 Isaac：

不幸的是,仍然没有运气。

1.我禁用了 EE_CNTRL 地址中的数据转储位。

2.我认为 TEST_MUX 和 DP_MUX 信息存储在0x4B 的同一地址。我已尝试仅将 DP_MUX 设置为0x01至0x04、以及各种其他组合。查看下面的照片：

3.我不确定你在这里提到的代码是什么。

我设法更好地理解了代码、现在可以可靠地从寄存器中写入和读取；但是、我仍然得不到我需要的数据。我已经从 pga460：ultrasonicCmd (preset、0)函数中删除了任何延迟、现在我从 SPI 行中得到一些东西：64、0、0191、0、 0、0、...、但在191之后、它无限期地为0。我认为这可能只是对超声 Cmd 功能的反应。

以下是我更新后的代码。请注意、我正在循环遍历多个值以设置 DP_MUX/TEST_MUX 寄存器以使其正常工作、但未成功完成：

void pga460::runEchoDirectDataBurst(byte preset)
{
	if (comm == 3) // SPI
	{

		// Set DATA_MUX register to allow for Direct Data Burst:
		// 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x09, 0x0A, 0x0B, 0x0C, 0x81, 0x82, 0x83, 0x84, 0xA1, 0xA2, 0xA3, 0xA4
		byte dataMuxVals[16] = {0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x09, 0x0A, 0x0B, 0x0C, 0x81, 0x82, 0x83, 0x84, 0xA1, 0xA2, 0xA3, 0xA4};
		regAddr = 0x4B;
		// regData = 0x01;
		for (size_t i = 0; i < 8; i++)
		{
			Serial.print("DATA_MUX Value = ");
			Serial.println(dataMuxVals[i]);

			registerWrite(0x40, 0x00);
			delay(10);
			registerWrite(regAddr, dataMuxVals[i]);
			delay(10);

			Serial.println("Value written.");

			Serial.println("Reading value back.");

			pga460::registerRead(regAddr);

			Serial.println("Sending ultrasound command");

			// run preset 1 or 2 burst and or listen command
			pga460::ultrasonicCmd(preset, 0);

			// Read out full amount of data
			readFullDirectDataBurst();

			pga460::registerRead(regAddr);

			Serial.println("Data received, restarting.");

			delay(1000);
		}

		Serial.println("Done.");
	}
	else
	{
		// do nothing
	}
	return;
}


void pga460::readFullDirectDataBurst()
{
	if (comm == 3) // SPI
	{
		unsigned long length = 1000000;
		spiMosiIdleFullData(length);
	}
	else
	{
		// do nothing
	}
	return;
}


void pga460::spiMosiIdleFullData(unsigned long size)
{
#ifdef EnSPI
	// memset(misoBuf, 0x00, sizeof(misoBuf)); // idle-low receive buffer data
	digitalWrite(SPI_CS, LOW);
	for (unsigned long i = 0; i < size; i++)
	{
		digitalWrite(SPI_CS, LOW);
		misoValue = int(usscSPI.transfer(0xFF));
		if (misoValue != 0)
		{
			Serial.print(i);
			Serial.print(", ");
			Serial.println(misoValue);
		}
		digitalWrite(SPI_CS, HIGH);
	}
	digitalWrite(SPI_CS, HIGH);
	return;
#endif
}

如果我可以通过某种方法浏览相关的 GUI 代码、我可以尝试对我应该执行的操作提供一些说明。否则,我不知道什么会出问题!

插孔

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您好、Jack：

如果您可以向我发送一个朋友请求、以便我们可以通过私人消息进行交谈。

此致！

艾萨克

传感器（参考译文帖）

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