LMP90080-芯片手册

特征

  • 16位低功耗ADC
  • 所有增益的真实连续背景校准
  • 使用期望值编程的就地系统校准
  • 低噪声编程增益(1x-128x)
  • 连续背景开路/短路和超出范围的传感器诊断.
  • 8输出数据速率(ODR),单周期设置.
  • 2个100µA至1000µA的匹配励磁电流源
  • 4-DIFF / 7-SE 输入
  • 2-DIFF / 4-SE 输入
  • 7GPIO
  • 低偏置斩波稳定缓冲器
  • 带CRC数据链路错误的SPI 4/3线制
  • ODR≤13.42 SPS时的50 Hz至60 Hz线路抑制
  • 每个通道独立增益和ODR选择。
  • 自动通道定序器

应用

  • 温度和压力变送器
  • 应变计接口
  • 工业过程控制

原理图

LMP90800原理图

引脚描述

LMP90800引脚
引脚电压
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SPI时序图

LMP90080时序图

功能描述

信号通路

参考输入(VREF)

差分参考电压VREF(VREFP–VREFN)设置VIN的范围。多个 VREF允许用户为每个通道选择VREF1或VREF2。可通过编程CHx_INPUTCN寄存器(CHx_INPUTCN:VREF_SEL)中的VREF_SEL位进行选择。默认模式为VREF1。如果使用VREF2,则VIN6和VIN7不能用作输入,因为它们共享相同的引脚。
有关VREF应用程序的信息,请参阅VREF。

灵活输入(VIN)

LMP90080-Q1提供了一个灵活的输入MUX,如图31所示。数字化的输入是VIN=VINP–VINN;其中VINP和VINN可以是任何可用的输入。
数字化输入也称为通道,其中CH=VIN=VINP-VINN。因此,最多有4个差分信道:CH0、CH1、CH2和CH3。LMP90080-Q1也可单独配置,其中公共接地为任何一个输入。LMP90080-Q1最多有7个单端通道:CH0、CH1、CH2、CH3、CH4、CH5和CH6。
输入MUX可在CHx_INPUTCN寄存器中编程。例如,要对CH0=VIN=VIN4–VIN1进行编程,

  1. VINP = 0x4
  2. VINN = 0x1
    在这里插入图片描述
    可选增益(FGA和PGA)
    LMP90080-Q1提供两种类型的增益放大器:固定增益放大器(FGA)和可编程增益放大器(PGA)。FGA的固定增益为16倍,也可以旁路,而PGA具有可编程增益1x、2x、4x或8x的设置。
    总增益定义为FGA x PGA。因此,LMP90080-Q1提供1x、2x、4x、8x、16x、32x、64x或128x的增益设置,并进行真正的连续背景校准。
    增益是特定于信道的,这意味着一个信道可以具有一个增益,而另一个信道可以具有相同或不同的增益。
    增益可通过编程CHx配置:增益选择位来选择.
    缓冲(BUFF)
    有一个内部单位增益缓冲器,可以包括或排除在信号路径之外。包括缓冲器提供了高输入阻抗,但增加了功耗。
    当增益≥16时,缓冲器自动包括在信号路径中。当增益<16时,可通过编程CHX_CONFIG:BUF_EN位来完成包括或排除信号路径中的缓冲器。
    内部/外部时钟选择
    LMP90080-Q1允许两个时钟选项:内部时钟或外部时钟(晶体(XTAL)或时钟源)。
    有一个“外部时钟检测”模式,如果外部XTAL连接到XOUT和XIN,则检测外部XTAL。在这种模式下工作时,LMP90080-Q1关闭内部时钟以减少功耗。
    下面是一个流程图,帮助设置适当的时钟寄存器。
    在这里插入图片描述
    可编程ODR
    如果使用3.5717 MHz的内部CLK或外部CLK,则可以选择输出日期速率(ODR)(使用ODR_SEL位)作为:
  3. 13.42/8 = 1.6775 SPS
  4. 13.42/4 = 3.355 SPS
  5. 13.42/2 = 6.71SPS
  6. 13.42 SPS
  7. 214.65/8 = 26.83125 SPS
  8. 214.65/4 = 53.6625 SPS
  9. 214.65/2 = 107.325 SPS
  10. 214.65 SPS (default)

数字滤波器
LMP90080-Q1有一个四阶旋转正弦滤波器,用于配置各种ODR和抑制50Hz和60Hz的电源频率。50/60 Hz抑制仅在设备在ODR≤13.42 SPS下运行时有效。
GPIO(D0–D6)
引脚D0-D6是通用输入/输出(GPIO)引脚,可用于控制外部LED或开关。只有高或低值可以从每个管脚获取或读取。
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标定

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背景校准
背景校准是连续地确定和应用偏移和增益校准系数到输出代码的过程,以最小化LMP90080-Q1的偏移和增益误差。背景校准是
LMP90080-Q1内置的一种功能,由硬件自动完成,不中断输入信号。四个差分通道CH0-CH3,每一个都有自己的增益和odr,可以被校准以提高精度。
背景校准类型:
图40还显示有两种类型的背景校准:
类型1:校正-连续确定并将偏移和增益校准系数应用于输出代码的过程,以最小化LMP90080-Q1的偏移和增益误差。
这种方法跟踪LMP90080-Q1的增益和偏移误差随工作条件(如电压、温度或时间)的变化而变化。
类型2:估计-确定并连续应用最后已知的偏移和增益校准系数到输出代码的过程,以最小化LMP90080-Q1的偏移和增益误差。
最后已知的偏移或增益校准系数可以来自两个来源。第一个来源是默认系数,它是预先确定并在设备的非易失性存储器中烧录的。第二个来源来自之前1类校准运行:校正使用类型2校准的好处是更高的吞吐量、更低的功耗和稍好的噪声。确切的节省将取决于扫描的通道数,以及每个通道的ODR和增益。
使用背景校准:
有四种背景校准模式,可使用BGCALCN位编程。具体如下:
1 BgcalMode0 : 背景校准关闭
2 BgcalMode1:偏移校正/增益估计
3 BgcalMode2:偏移校正/增益校正。使用此模式时,按照图41设置其他适当的寄存器。
4 BgcalMode3:偏移估计/增益估计
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如果在BgcalMode2下运行,四个通道(具有相同的ODR)正在转换,并且FGA_BGCAL=0(默认),则ODR降低:

  1. 0.19% of 1.6775 SPS
  2. 0.39% of 3.355 SPS
  3. 0.78% of 6.71 SPS
  4. 1.54% of 13.42 SPS
  5. 3.03% of 26.83125 SPS
  6. 5.88% of 53.6625 SPS
  7. 11.11% of 107.325 SPS
  8. 20% of 214.65 SPS

系统校准
LMP90080-Q1提供了一些独特的功能,以支持轻松的系统偏移和系统增益校准。系统校准偏移寄存器(CHx_SCAL_Offset)以16位二进制补码格式保存系统校准偏移系数。系统校准增益寄存器(CHx_SCAL_Gain)保存系统校准增益系数,16位,1.15,无符号,定点二进制格式。对于每个信道,在被系统除之前,从转换结果中减去系统校准偏移系数校准增益系数。这些系数的数据流图如图42所示。
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CH0-CH3有四组不同的系统校准偏移量和系统校准增益寄存器。CH4-CH6分别重用CH0-CH2的寄存器。
LMP90080-Q1提供两种系统校准模式,自动填充每个通道的偏移和增益系数。这些模式是系统校准偏移系数确定模式和系统校准增益系数确定模式。对于每个频道,系统校准偏移系数确定模式必须在系统校准增益系数确定模式之前进入。
系统零标度条件是一种系统输入条件(传感器加载),需要零(0x0000)系统校准输出代码。但是,它可能不会导致ADC输入端的输入电压为零。系统参考标度条件通常是系统满标度条件,其中系统输入(或传感器负载)为满标度,所需的系统校准输出代码为0x8000(无符号
16位二进制)。然而,系统满标度条件不需要在ADC的输入端产生满标度输入电压。系统参考标度条件不仅限于系统满标度条件。事实上,它可以是满量程的任意分数(高达1.25倍),所需的系统校准输出代码可以是任意的适当的值(最多0xA000)。CHx_SCAL_增益寄存器必须用所需的系统校准输出代码写入(默认值:0x8000)在进入系统校准增益系数确定之前模式。这有助于就地系统校准。
以下是使用系统校准偏移系数确定和系统校准增益系数确定模式的详细步骤。
系统校准偏移系数确定模式

  1. 对信道(CH0/CH1/CH2/CH3)应用系统零标度条件。
  2. 通过在SCALCN寄存器中编程0x1,进入系统校准偏移系数确定模式。
  3. LMP90080-Q1以所选信道的选定输出数据速率开始新的转换。在转换结束时,CHx_SCAL_偏移寄存器将填充系统校准偏移量系数。
  4. 系统校准偏移系数确定模式自动退出。
    5… 计算出的校准系数仅对设备的有效分辨率准确,并且可能包含一些噪声。通过多次计算平均值,可以使噪声系数最小化(外部)并将结果值放回寄存器。或者,选择输出数据速率为26.83 sps或1.67 sps
    系统校准增益系数确定模式
  5. 重复系统校准偏移系数确定,以校准信道的系统偏移。
  6. 对信道CH0/CH1/CH2/CH3应用系统参考标度条件。
  7. 在CHx_SCAL_GAIN register中,以16位无符号格式编程该条件的预期(期望)系统校准输出代码。
  8. 通过在SCALCN寄存器中编程0x3,进入系统校准增益系数确定模式。
  9. LMP90080-Q1以信道的选定输出数据速率开始新的转换。转换结束时,用系统校准增益系数填充(或覆盖)CHx_SCAL_增益。
  10. 系统校准增益系数确定模式自动退出。
  11. 计算出的校准系数仅对设备的有效分辨率准确,并且可能包含一些噪声。通过多次计算、平均(外部)并将结果值放回寄存器,可以使噪声因子最小化。或者,选择输出数据速率为26.83 sps或1.67 sps。

校准后标度
LMP90080-Q1允许对系统校准结果进行缩放(乘法和移位)。这将简化下游处理(如果有的话)。乘法使用CHx_SCAL_缩放寄存器中的系统校准缩放系数完成,移位使用CHx_SCAL_Bits_选择器寄存器中的系统校准位选择器完成。系统校准位选择器值理想情况下应为系统校准标度系数值的对数(以2为基数)。
CH0-CH3有四组不同的系统校准标度和系统校准位选择器寄存器。CH4-CH6分别重用CH0-CH2的寄存器。
这些系数的数据流图如图43所示
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通道扫描模式

有四种扫描模式。这些扫描模式是使用“CH_SCAN: CH_SCAN_SEL ”位选择的。第一个扫描的通道是第一个通道,最后一个扫描通道是最后一个通道;它们都位于通道扫描寄存器中。
信道扫描寄存器是双缓冲的。也就是说,在下一次转换开始之前,用户输入被存储在从缓冲器中,在此期间它们被传输到主缓冲器。一旦从缓冲器被写入,
在传输到主缓冲区之前,将忽略后续更新。因此,在对信道扫描寄存器进行编程之前,检查信道扫描比特可能是合适的。
ScanMode0:单通道连续转换
LMP90080-Q1连续转换选定的第一个通道。
如果增益≥16且LMP90080-Q1在背景校准模式BgcalMode1或BgcalMode2下运行,请勿在此扫描模式下操作。如果是这种情况,则更适合在ScanMode2下操作设备。
ScanMode1:多通道单扫描
LMP90080-Q1将一个或多个频道从第一个频道转换为最后一个频道,然后进入待机状态。
ScanMode2:多通道连续扫描
LMP90080-Q1连续地将一个或多个信道从第一个信道转换到最后一个信道,然后重复这个过程。
ScanMode3:多通道连续扫描,带烧毁电流
此模式与ScanMode2相同,只是以串行扫描方式提供烧断电流(在通道经过转换后注入通道)。因此,它避免烧毁电流注入干扰信道的转换结果。
传感器诊断烧毁电流可用于所有四种扫描模式。每个通道的烧毁电流由烧毁位进一步选通。扫描模式3是扫描多个通道的唯一模式,同时注入烧毁电流而不干扰信号。这在烧毁电流中有详细描述。

传感器接口

LMP90080-Q1包含两个励磁电流(IB1和IB2),用于寻找外部传感器,两个烧毁电流用于传感器诊断。下一节将对其进行描述。
IB1和IB2-励磁电流
IB1和IB2可用于向外部传感器(如RTD或桥式传感器)提供电流。100µA至1000µA,以100µA为步长,可通过编程ADC_AUXCN:RTD_CUR_SEL位获得。
参考3线电阻式温度检测器,了解如何使用IB1和IB2为3线电阻式温度检测器提供电源。
烧毁电流
如图44所示,LMP90080-Q1包含两个内部10µA烧毁电流源,一个是从VA到VINP的源电流,另一个是从VINN到地面的下沉电流。这些电流用于传感器诊断,并可使用CHx_INPUTCN:BURNOUT_EN位为每个通道启用
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烧毁电流注入:
根据所选的通道扫描模式,烧毁电流的注入方式不同。
当BURNOUT_EN=1且设备在ScanMode0、1或2下运行时,烧断电流被注入到选择了BURNOUT_EN位的所有通道中。
这将导致问题,因此在这种模式下,不应选择多个通道的耗尽位。此外,烧毁电流会干扰信号,并根据特定的外部传感器引入固定误差。
当烧毁_EN=1且设备在ScanMode3下运行时,烧毁电流会周期性地注入最后一个采样通道(图45)。
在这种模式下,烧毁电流注入是在不影响正在进行的转换精度的背景下进行的。建议在此模式下运行。
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传感器诊断标志
在尝试对该通道进行测量之前,可以使用烧毁电流来验证外部传感器是否仍在工作。
非工作传感器意味着传感器和LMP90080-Q1之间的连接可能开路、短路、对VA或GND短路、过载或基准缺失。图46显示了传感器的诊断标志。
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传感器诊断标志位于SENDIAG_标志寄存器中,下面将详细介绍。
SHORT_THLD_FLAG:
短路状态是短路状态的报告标志。
当输出电压(VOUT)在绝对V阈值内时设置。电压阈值可使用8位SENDIAG_THLDH寄存器编程。
例如,假设VREF=5V,增益=1,SENDIAG_THLD=0xDA(218d)。
在这种情况下,Vthreshold可以计算为:
Vthreshold = [(SENDIAG_THLD)(2)(VREF)] / [(Gain)(216)] (12)
Vthreshold = [(218)(2)(5V)] / [(1)(216)] (13)
Vthreshold = 33.3 mV (14)
当 (-33.3mV) ≤ VOUT ≤ (33.3mV), 时SHORT_THLD_FLAG = 1; 否则, SHORT_THLD_FLAG = 0.
RAILS_FLAG:
rails标志用于检测采样通道之一是否在rails电位(VA或VSS)的50mV范围内。
可以进一步调查或检测断路情况。如果采样通道靠近轨道,则RAILS_FLAG=1;否则,RAILS_FLAG=0。
POR_AFT_LST_RD:
如果POR_AFT_LST_READ=1,则自上次读取SENDIAG_FLAGS寄存器以来,存在通电复位。
当读取该位时,该标志的状态将被清除,除非该位在中间期间由于另一个上电复位事件而再次设置。
OFLO_FLAGS:
OFLO_FLAGS用于指示调制器是超量程还是欠量程。
可能出现以下情况:

  1. OFLO_FLAGS=0x0:正常运行
  2. OFLO_FLAGS=0x1:差分输入大于(±VREF/Gain),但不大于±(1.3*VREF/Gain)
    使调制器超出范围。
  3. OFLO_FLAGS=0x2:调制器超出范围,朝向+VREF/Gain。
  4. OFLO_FLAGS=0x3:调制器超出−VREF/Gain的范围。
    OFLO_FLAGS=10b或11b的条件可与RAILS_FLAG一起使用,以确定故障状态。
    抽样检查:
    这三位显示ADC_DOUT和SENDIAG_FLAGS可用的信道号。这不一定表示当前信道正在转换,因为转换帧和信道结果的计算是流水线的。也就是说,当对特定通道进行转换时,上一次转换(相同或不同通道)的结果可用。

Serial Digital Interface

同步4线串行外围接口(SPI)通过CSB、SCLK、SDI、SDO/DRDYB访问LMP90080-Q1的内部寄存器。
Register Address (ADDR)
所有寄存器都是内存映射的。寄存器地址(ADDR)由上寄存器地址(URA)和下寄存器地址(LRA)组成,如表3所示。例如,ADDR 0x3A的URA=0x3和LRA=0xA。
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Streaming 流
当写入/读取3+字节时,用户必须在正常流模式或受控流模式下操作设备。
在正常的流模式(默认模式)下,数据从ADDR开始连续运行,直到CSB无效。
当在单个事务中对所有配置寄存器进行编程时,此模式尤其有用。
有关正常流模式的示例,请参见正常流式处理示例。
在受控流模式下,数据从ADDR开始连续运行,直到数据通过所有(STRM_RANGE+1)寄存器。
例如,如果起始地址为0x1C,STRM_RANGE=5,则数据将写入或从以下地址读取:0x1C、0x1D、0x1E、0x1F、0x20、0x21。一旦数据到达ADDR 0x21,LMP90080-Q1将返回ADDR 0x1C并重复此过程,直到CSB无效。有关受控流模式的示例,请参见受控流式处理示例。
如果流达到ADDR 0x7F,那么它将返回ADDR 0x00。此外,在流式传输之后读回上寄存器地址将报告流式传输开始时的上寄存器地址,而不是流式传输结束时的上寄存器地址。要流化,请将0x3写入INST2的SZ位,如图47所示。要选择流类型,请编程SPI_STREAMCN:STRM_type位。STRM_范围也可以在同一寄存器中编程。
CSB - 芯片选择栏
SPI事务在主服务器断言(低活动)CSB时开始,在主服务器取消对CSB(高活动)的断言时结束。
每一个事务可能被一个带有CSB取消资产评估的后续事务分开,但这是可选的。
一旦断言了CSB,它就不能在(期望的)事务期间执行脉冲(取消断言并再次断言)。
CSB可在LMP90080-Q1是唯一SPI从机的系统中接地。这使软件从处理CSB中解放出来。
必须小心避免SCLK上的任何假边缘,并且在这种模式下操作时,不应使用流式事务,因为退出此模式只能通过CSB完成
取消资产评估。
SPI复位
SPI Reset通过在每个SCLK上升沿监视SDI至少73个连续的1来重置SPI协议状态机。
在SPI复位之后,SDI在每个SCLK上升沿被监视是否有可能的写入指令。
SPI Reset将把上层地址寄存器(URA)重置为0,但寄存器内容不会重置。
默认情况下,SPI reset被禁用,但是可以通过将0x01写入SPI reset寄存器(ADDR 0x02)来启用它。
DRDYB-数据准备栏
DRDYB是由LMP90080-Q1生成的信号,指示ADC输出寄存器中有新的转换数据可用。DRDYB每隔(1/ODR)秒自动断言一次,如图48所示。在下一个断言之前,DRDYB将为tDRDYB秒脉冲。t_DRDYB的值可以在时序图中找到
在这里插入图片描述
如果在新的ADC_DOUT可用时正在读取ADC_DOUT,则正在读取的ADC_DOUT仍然有效(图49)。
DRDYB仍将每隔1/ODR秒取消断言,但在ADC输出寄存器上连续读取将获取新转换的可用数据。
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也可以使用DT_AVAIL_B位通过寄存器访问DRDYB。
此位指示何时ADC输出寄存器中有新的转换数据可用。如果有新的转换数据可用,则DT_AVAIL_B=0;
否则,DT_AVAIL_B=1。当读取ADC_DOUTH的MSB时,DT_AVAIL_B的完整读数发生。即使REG_AND_CNV_RST=0xC3,也不能重置该位。

DrdybCase1: Combining SDO/DRDYB with SDO_DRDYB_DRIVER = 0x00
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如图50所示,drdyb信号和SDO可以在同一个管脚上复用,因为它们的功能基本上是互补的。实际上,这是SDO/DRDYB引脚的默认模式。图51显示了DrdybCase1的定时协议。在这种情况下,首先断言CSB来监视drdyb断言。当drdyb信号断言时,开始写入指令字节(INST1、UAB、INST2)以从寄存器读取或写入。
请注意,下图中省略了INST1和UAB,因为只有在需要实现新的UAB时才需要此事务。
当CSB被断言时,DRDYB正在驱动SDO/DRDYB管脚,除非设备正在读取数据,在这种情况下,SDO将驱动该管脚。如果CSB被解除断言,则SDO/DRDYB引脚为High-Z。
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DrdybCase2: Combining SDO/DRDYB with SDO_DRDYB_DRIVER = 0x03
通过在SPI Handshake Control寄存器中设置SDO_DRDYB_DRIVER=0x03,可以使SDO/DRDYB独立于CSB。在这种情况下,DRDYB将驱动管脚,除非设备正在读取数据,与CSB的状态无关。
当CSB被断言并且设备正在读取数据时,SDO将驱动该管脚。利用该方案,可以使用SDO/DRDYB作为真正的中断源,与CSB的状态无关。但这种方案只能在LMP90080-Q1是唯一连接到主机SPI总线的设备时使用,因为即使CSB被取消断言,SDO/DRDYB引脚也将是DRDYB。这种情况下的计时协议如图52所示。当drdyb断言时,断言CSB启动SPI事务并开始写入指令字节(INST1、UAB、INST2)以从寄存器读取或写入。
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DrdybCase3: Routing DRDYB to D6
在这里插入图片描述drdyb信号可通过将SPI_drdyb_D6 high和SDO_drdyb_DRIVER设置为0x4来路由至引脚D6。
这是DrdybCase3的行为,如图53所示。
图54显示了这种情况下的定时协议。
由于DRDYB与SDO分离,因此可以使用中断或轮询方法对其进行监视。
如果轮询,drdyb信号需要比tDRDYB更快地轮询,以检测drdyb断言。当drdyb断言时,断言CSB启动SPI事务并开始写入指令字节(INST1、UAB、INST2)以从寄存器读取或写入。
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数据只读事务
在只读取数据的事务中,只要CSB被断言,就可以直接访问数据字节,而不必发送任何指令字节。这很有用,因为它降低了延迟和开销与指令字节(以及上层地址字节,如果有的话)相关联。
为了使用仅数据事务,设备必须置于数据优先模式。下表列出了用于将设备置于数据优先模式和读取模式状态的事务格式。
在这里插入图片描述
注意,当处于数据优先模式时,一旦发送了仅数据读取事务中的数据字节,设备就可以开始任何正常(非仅数据)事务,包括禁用数据优先模式指令。数据优先模式的当前状态(启用/禁用状态)可以使用读取模式状态事务读取回。此事务由Read Mode Status指令后跟一个数据字节(由设备驱动)。数据优先模式状态在该数据字节的位[1]可用。
仅数据读取事务允许从任何起始地址开始读取最多八个连续寄存器。
通常,起始地址将是转换数据的最有效字节的地址,但也可以是任何其他地址。
在仅数据读取事务期间,开始地址和要读取的字节数可以分别使用data_only_1和data_only_2寄存器进行编程。
上层寄存器地址不受只读取数据事务的影响。也就是说,即使遇到仅数据的事务,它仍保留其设置。仅数据事务使用它自己的地址(包括上层地址),来自只数据的\u 1寄存器。
当处于数据优先模式时,SCLK必须在进入“仅数据读取”事务之前停止高电平;此事务应在下一次计划的DRDYB取消资产评估之前完成。
循环冗余校验(CRC)
CRC可用于确保从LMP90080-Q1读取的数据的完整性。要启用CRC,请将EN_nuCRC设为高。
一旦启用CRC,计算CRC值并将其存储在SPI_CRC u DAT中,以便主设备可以周期性地读取数据进行比较。当CSB或DRDYB被解除断言时,CRC自动复位。
CRC多项式为x8+x5+x4+1。SPI峎u CRC_DAT寄存器的重置值为零,最终值在发出之前是1的补码。注意,CRC计算只包括在SDO上发送的位,而不包括SPI_CRC_DAT本身的位;因此可以重复读取SPI_CRC_DAT。
drdyb信号通常每1/ODR秒解除评估(高电平激活)。但是,可以更改此行为,以便在读取SPI_CRC_DAT之后进行drdyb取消资产评估,但不迟于每1/ODR秒发生一次的正常drdyb取消资产评估。这是通过设置位DRDYB_AFT_CRC high来完成的。
CRC的定时协议如图55所示。
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如果SPI CRC U DAT 每读1/ODR秒超出正常DRDYB解除赋值,则必须在SPI Data Ready条控制寄存器中设置CRC。这样做是为了避免DRDYB处的CRC复位取消资产评估。时机图56显示了使用CRC设置读取CRC的协议。
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Follow the steps below to enable CRC:

  1. Set SPI_CRC_CN = 1 (register 0x13, bit 4) to enable CRC.
  2. Set DRDYB_AFT_CRC = 1 (register 0x13, bit 2) to dessert the DRDYB after CRC.
  3. Compute the CRC externally, which should include ADC_DOUTH and ADC_DOUTL.
  4. Collect the data and verify the reported CRC matches with the computed CRC (step above).

电源管理

设备可以处于活动、断电或待机状态。在掉电时,ADC不转换数据,寄存器的内容不受影响,并且功率急剧下降。在待机状态下,ADC不转换数据,但功率仅略微降低,以便设备可以在需要时快速转换到活动状态。可使用PWRCN寄存器选择这些状态。写入时,PWRCN使设备进入活动、断电或待机状态。读取时,PWRCN指示设备的状态。读值将在一个小的延迟(对于内部CLK约为15µs)后确认写入值。等待这个延迟来确认状态更改可能是适当的。不符合此延迟要求的请求可能会被拒绝。
从断电状态直接过渡到待机状态是不可能的。此状态图如下所示。
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重置并重新启动

将0xC3写入REG_AND_CNV_RST字段将使转换和大多数可编程寄存器重置为其默认值。唯一不会复位的寄存器是系统校准寄存器(CHx_SCAL_OFFSET,CHx_SCAL_GAIN)和DT_AVAIL_位。
如果需要重置系统校准系数寄存器,则在将0xC3写入REG_和_CNV RST之前设置reset_SYSCAL=1。如果设备在“系统校准偏移/增益系数确定”模式下运行(SCALCN寄存器),则写入REG_和_CNV_RST=0xC3两次以退出此模式。
寄存器复位后,任何正在进行的转换都将中止并重新启动。如果设备处于断电状态,则寄存器复位将使其脱离断电状态。
要重新启动转换,请将1写入重新启动位。此位可用于同步转换到外部事件。
重新启动转换后,第一个示例无效。要使用有效的第一个示例重新启动,请发出一个备用命令,然后发出一个活动命令。

应用程序信息

Quick Start

This section shows step-by-step instructions to configure the LMP90080-Q1 to perform a simple DC reading from CH0.

  1. Apply VA = VIO = VREFP1 = 5V, and ground VREFN1
  2. Apply VINP = ¾VREF and VINN = ¼VREF for CH0. Thus, set CH0 = VIN = VINP - VINN = ½VREF (CH0_INPUTCN
    register)
  3. Set gain = 1 (CH0_CONFIG: GAIN_SEL = 0x0)
  4. Exclude the buffer from the signal path (CH0_CONFIG: BUF_EN = 1)
  5. Set the background to BgcalMode2 (BGCALCN = 0x2)
  6. Select VREF1 (CH0_INPUTCN: VREF_SEL = 0)
  7. To use the internal CLK, set CLK_EXT_DET = 1 and CLK_SEL = 0.
  8. Follow the register read/write protocol (Figure 47) to capture ADC_DOUT from CH0.

连接电源

VA和VIO
任何ADC架构都对模拟电压、VA、数字输入/输出电压、VIO和接地引脚上的峰值敏感。这些峰值可能来自开关电源、数字逻辑、高功率设备和其他来源。为了减少这些尖峰,LMP90080-Q1的VA和VIO引脚应该是干净的,并且可以很好地绕过。
应使用0.1µF陶瓷旁路电容器和1µF钽电容器绕过LMP90080-Q1电源,0.1µF电容器应尽可能靠近LMP90080-Q1。
由于LMP90080-Q1同时具有外部VA和VIO引脚,因此用户有两种选择来连接这些引脚。
第一种选择是将VA和VIO连接在一起,用相同的电源为它们供电。这是为LMP90080-Q1供电的最具成本效益的方式,但也是最不理想的,为VIO的噪音会耦合到VA中,并对性能产生负面影响。
第二种选择是使用单独的电源为VA和VIO供电。这些电源电压的幅值可以相同,也可以不同。
VREF
在VREF低于VA的情况下也可以进行操作,但性能略有下降。当VREF减小时,可接受的模拟输入电压范围也减小了。减小VREF的值也会减小LSB的大小。
当LSB的大小低于LMP90080-Q1的噪声下限时,噪声将跨越越来越多的代码,性能将下降。为了获得最佳性能,VREF应与VA相同,并使用一个干净的电源,该电源绕过0.1µF的陶瓷电容器和10µF的钽电容器。
LMP90080-Q1还允许基于抗扰度的比率连接。比率连接是指使用ADC的VREFP和VREFN激励输入设备(即电桥传感器)的参考电压。
这种类型的连接会严重削弱ADC输出的VREF波纹,因此强烈建议使用。


ADC计算


LMP90080-Q1的输出代码可计算为:
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ADC采用16位2的补码二进制格式。最大正值为0x7FFF(十进制为32767),最大负值为0x8000(或十进制为32768)。
在超出范围的情况下,该值将自动固定到这两个值之一。
图58显示了理论输出代码ADC_DOUT与模拟输入电压(VIN)的关系,使用上述等式。
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示例应用程序


3线电阻式温度检测器(3–Wire RTD)
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图65显示了三线电阻式温度检测器(RTD)应用的第一个拓扑结构。
拓扑1使用两个励磁电流源IB1和IB2,在VIN0和VIN1之间产生差分电压。由于同时使用IB1和IB2,因此只需要测量一个通道(VIN0-VIN1)。如等式16所示,假设RLINE1=RLINE2,该信道的方程为IB1 x(RTD–RCOMP)。
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PT-100从0°C时的100欧姆线性变化到120°C时的146.07欧姆。如果需要,请选择合适的补偿电阻器(RCOMP),以便在任何理想温度下,VIN几乎为0V。例如,如果RCOMP=100欧姆,则在0°C时,VIN=0V,因此可以使用更高的增益。
这种电路的优点是其比率配置,其中VREF=(IB1+IB2)x(RREF)。公式17表明,比率配置从输出方程中消除了IB1和IB2,从而提高了整体性能。
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图66显示了3线RTD应用的第二种拓扑结构。拓扑2显示与拓扑1相同的连接,但没有IB2。虽然这种拓扑消除了电流源,但它需要两个通道测量,如等式18所示。
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转载自blog.csdn.net/Viccj/article/details/108375896
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