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MS91051是一款適用于 (NDIR) 傳感應用的可配置放大器，它內置了兩級可選增益的放大器。第一級可選246、41倍增益，第二級可選4、8、16、32倍增益，而在兩極之間，可以外加濾波器，不需要外加濾波器則可以直連。兩級放大器的基準電壓則可以通過CMOUT腳輸出，該基準電壓可以通過寄存器選擇1.15V或者2.59V。它還有內置的DAC，可以對失調電壓進行補償，補償的方法為直接對第二級放大器的輸出進行調整，DAC寄存器的每一個LSB可以調整34mV。 上述這些功能都需要通過SPI接口對內部寄存器進行指令的讀寫操作，而不進行讀寫操作，MS91051上電沒有任何功能（重新上電則寄存器數據清空，需要重新讀寫）。但是在初次使用中，會出現無法進行通訊的情況，且規格書中寫的較為復雜，基于這種情況，就有了這一份MS91051的調試說明，以方便進行初次使用。為了方便調試，調試過程中的SPI通訊速率建議先用20KHZ左右，調通后，可以再對通訊速率進行提升。 圖一是MS91051的推薦線路圖，C6C7是電源端的濾波電容；C1C2為耦合電容；C5為CMOUT的濾波電容；R1R2C3C4為A0和A1腳之間的濾波電路，可以根據需要去掉或者修改；R3是SDIO的上拉電阻；R4C8是輸出的濾波電路，可根據需要去掉或修改。 圖二是我司的測試電路，該方案中，與MS91051進行通訊的MCU，我司選擇的是MS616F512NS，它的封裝是QFN48，且有0.1uA的關斷功耗，可以滿足正常的使用。當IO口需求較大時，還有LQFP100的MS616F512可以選擇。 電路連接較為簡單，功能只是為了與MS91051進行通訊。器件JTAG1是MS616F512NS的JTAG接口，是為了方便在線調試。MCU的P1.0接SDIO腳，P1.1接SCLK腳，P1.2接CSB腳。 接下去就是調試方法，因為調試過程中不需要進行芯片選擇，所以前面三部中CSB腳一直置低。 1、第一步是使用MS616F512NS調試出能被MS91051識別到的數據 圖三是MS91051規格書中的數據時序，C7讀寫控制位，0為寫1為讀；C6到C4固定為0；C3到C0是寄存器的地址，0x0是器件配置，0x1是DAC配置，0xF是SDIO模式使能；D7到D0為配置數據，詳情請看規格書。 MS91051的SPI是上升沿為數據采集點。我司寫的是0x00（寫模式，器件配置）+0x60（IN1輸入，PGA1 PGA2打開，由PGA1到PGA2，CMOUT輸出1.15V，GAIN2=4，GAIN1=250），程序在該文件最后，波形如下圖（請使用示波器監測該波形，邏輯分析儀有時候無法發現問題） 2、將調試出來的波形寫入MS91051的SPI管腳，此時MS91051的外圍不需要全接，可以按下圖連接 寫入后，測量CMOUT腳的電壓，此時電壓應該為1.15V左右。若有1.15V輸出，則MS91051的寫數據已經調試成功；若無，則檢查此時單片機輸出波形是否正常，或者更換新的MS91051進行嘗試。 3、對MS91051內部寄存器進行讀操作，需要先讓MS91051進入SDIO模式，這時候需要寫入連續的序列0xFE和0xED（即寫入0x0F+0XFE，再寫0x0F+0XED），寫除了這個序列以外的任何序列都會脫離該模式。進入SDIO模式的波形如下： 進入SDIO模式后，我司選擇的是讀取DAC寄存器的值，寫0x81，將P1.0改為輸入，加延時，再給SCLK腳提供一個時鐘信號，SDIO就會有寄存器的數據輸出。SDIO的數據會在SCLK下降沿改變，所以可以在SCLK上升沿之前讀取數據。 因為程序中設置DAC寄存器值為0x80，所以讀到的值也為0x80： 當需要退出該SDIO模式，進入寫模式時，可以寫入0x0F+0x00，這時候再進行讀數據操作，讀取到的會是0xFF（因為有5.1K上拉，所以讀到的信號每一位都為1）： 4、CSB的使用，CSB只需要在數據前拉低，寫完數據后拉高即可，但是CSB需要10ns的建立時間，所以不能在拉低CSB的同時寫數據，以寫0x00+0x60為例： P1OUT = 0x06; _NOP(); WRITE(0x00); WRITE(0x60); P1OUT = 0x06; 在CSB和數據之間可以加一個空指令，以保證CSB的建立。 以上四步都調試成功后，則可以根據自己的需要，對SCLK的SPI頻率進行更改，對內部寄存器進行配置和對外圍器件進行修改，以滿足程序與硬件的需求。 |
