TI BQ76PL455A 配置和通信控制中的细节

大家好 我们刚刚看了 BQ76PL455A 硬件的一些资源 下面我们来看一下 BQ76PL455A 在配置和通讯控制这一块的 一些细节 首先从配置上来讲的话呢 76PL455 就是通过寄存器来配置的 其中分两部分 一部分是工厂的寄存器 这个就是已经配置好的 就是 ATE 一出厂就已经配置好的 包括一些校正的参数啊什么的 其它的寄存器都是可以用户进行配置 根据系统的一些要求 而且当你的这些参数都已经定下来之后 也可以把它都写入到 EEPROM 里面去 这样子的话 在每次 POR 的时候芯片也会 自动地从 EEPROM 里面把它调出来 调到 RAM 里面 从它的启动顺序来讲的话 它的时序 就是说 首先要给它激活 也就是 WAKEUP 你可以通过 WAKEUP 管脚从主机那边 或者对于菊花链来讲的话 从通讯线上面塑造 WAKEUP 的一个脉冲 就可以唤醒 唤醒完之后 它的 VP/VDIG 会先启 起来之后就是 VDD18 起来 起来之后 就是相当于状态机起来了 状态机起来之后 EEPROM 就把所有的参数 拷贝到 RAM 里面去 这个大概要花 200us 左右的时间 完了之后状态机就开始运行 对于寄存器配置来讲 有个典型的配置的一个顺序 当然第一个就是端口的激活 就是 WAKEUP 激活之后芯片相当于上电 上电后第二步就是芯片的寻址 寻址就是芯片的自动地址分配 分配完之后就配置通道 就是到底是多少串的一个 哪些通道需要测量 扫描 这个配置好了之后 就配均衡 均衡配置完之后就是 再去检查一下 Fault 寄存器 还有一些通知这些东西 因为是刚刚启动 有可能就会有一些故障出来 这种情况就是把故障都清掉 清掉完了之后 只有在第一次在生产的时候 也可以把参数都写到 EEPROM 里面去 如果不是的第一次 而是在正常运行中的 比如复位那都不需要 下面就是说可以把参数 配置到 EEPROM 里面去的一个东西 这里面其实是第一个 值一般是在加工的时候把它配进去 另外 这也可以做成 自检的一部分功能 那对于 PL455 的通讯来讲 它跟主机上的接口就是 UART 这里面就是有一个问题 它的默认的通讯速率是 250k 通过 250k 如果已经通讯上的话呢 也可以把它修改成 125k 或者是 500k 最高到 1M 这里面就有个问题就是说 它最低最低是 125k 可能就是有一些 MCU UART值 最高只能到 115200 的话呢 可能就会有点问题 可能就会有大量的丢码的一个现象 那除了跟主机这么一个接口之外 它还有一个级联的一个菊花链的接口 就是垂直通讯 这个它的速率是固定的 4MHz 4M 分两个接口 一个是辅助通讯 另外一个是 Fault bus 相当于是 我们的纯硬件的二级保护 因为它输入是单通的 所以它有一个单通的差分通讯接口 所以有两个接口 第一个接口就是通讯线 通讯线第一根高 往下就是 L 上就是 H 另外一个 Fault 它是往下是 L 往上是 H 所以它是分两条独立的 即使其中的一条通讯线断的话 另外一条通讯线还是可以进行通讯的 右边就是很简单的一个示意图 这个示意图里面 我们可以看到 它一般来讲 这个线长 因为它差分一般是双绞线 然后我们可以看到 在某种之间 它有两个电容 一个线上面有两个隔离电容 隔离电容为什么用两个 其实也是为了防止中间这个通讯线断开 为了安全起见 对于 UART 来讲 它的基本的一个协议 就是它的数据包的格式比较简单 首先第一个就是它的头 第一个就是一个命令头 也可以认为是一个数据包的头 它这个是很重要的 就是要分命令跟响应 最高位是分命令跟响应 如果是命令呢就是 1 响应就是 0 6:4 就表示是通讯 因为它通讯命令分几种类型 一个是单芯片 就是通过寻址 单芯片通过寻址 第二个就是分组广播的形式 就是说可以把里面进行分组 一个组里面可能就包含了几个事务 这样分组进行一个访问 更多的呢它其实是一个广播 就是给所有的芯片进行发送 所以它分三种命令类型 bit3 就是代表你使用的这个地址 是 8 位的地址还是 16 位的地址 一个 0 表示 8 位 16 位这个芯片都可以支持 2:0 表示数据包里面数据的一个长度 这里稍微需要注意一点就是 0 是表示 1 的 也就是相当于值是加 1 的 3 个 bit 最高可以支持到 8 个数据 8 个数据这个头完了之后呢 第二个就是器件的地址 或者是分组的 ID 所以它是可以 0-16 除了这个之外 就 寄存器的地址 寄存器的地址有时候 读或者写都是可以的 它是 0-255 个 除了这个 后面就是 DATA 就是前面说的 DATA 是多少个 这里面就代表多少号后面就跟进 最后就是 CRC 76PL455 的任何一个通讯 都必须要有 CRC 校验 如果 CRC 校验不过 这个通讯就是失败的 下面我们看一下 就是不同的通讯类型 对应的不同的命令码 而对于垂直通讯来讲 它是一个 4M 的异步逻辑 我们可以看到 一个 byte 是由 10 个 bit 组成的 每个 bit 是 250ns 相当于一个 byte 2.5us 就是一个字节 首先开始位一直都是零 DATA 其实是一个沿 它是按照半个 每半个通讯的 所以我们可以看到 01 其实是 0 10 那就代表 1 这是典型的通讯的波形 一个差分的一个波形 另外如果是在通讯的线上 如果是有 8 个连续的沿的错误认到了 那就会发送一个 reset 这其实也是另外一种 reset 机制 通讯因为它是差分的 所以在板上有一点点要求 比如说如果是在同一个板上的话 菊花链的递接比较简单 因为是在同一个板上 所以只要有一个简单的 TVS 管 进行保护同时一个电容就可以了 一个隔离电容就可以 但是如果是说是主跟主之间 进行级联通讯的话 那稍微来讲就比较复杂一点 就是要考虑通讯的可靠性还考虑 EMI 干扰的话 通常来讲 在隔离电容之前可能会增加 在隔离电容之前可能会增加 一个或者两个共模的内部电感 同时中间的线一般是采用双绞线 当然带屏蔽是最好的 带屏蔽的话效果更好 然后需要有两边一边一个隔离电容 有时候就是说 在大部分情况下 一个共模电感是足够了 但是如果运行的环境非常恶劣的话 其实可以采用不同的共模电感 可以提高更好的滤波效果 所以中间这个图 它显示的就是我们 TI 这边 16 个芯片 BCI 测试的时候电路的参数 比如说这里有个典型的推荐 如果采用两个共模电感的话 一般推荐是用一个 100uH 的 一个 470uH 的这样可以起到更好的结果 另外就是 TVS 管的选择来讲 尽量的寄生电容要尽可能小 这也是因为它是电容隔离的 所以也是尽量的避免干扰它的通讯 对于 455 的组合的一个功能是采样 对于采样 只要能打到最佳的一个精度 我们 TI 有一个典型的推荐设置 首先 OUT 上面的滤波电容 我们一般推荐采用 390 pF 电容 当我们使用 390 pF 电容的时候 下面有一些典型的配置 比如说 ADC 的 power 等于 1 这样子会多一个 100us 的延时 但是会降低功耗 另外 ADC 的采样周期一般是建议用 60us ADC 的过采样间隔一般是 12.6us 同时采用的模式就是 对每一个通道进行过采样 对每一个通道进行过采样 然后再切换通道 对于其余的复合通道建议采样也是 12.6us 同时典型推荐是 8 次过采样 其实这些按照基本的典型推荐的话 对于绝大部分应用来讲 都能起到一个比较好的结果 同时这样我们可以计算出来 如果我们只是扫 16 个通道的一个 电池采用 8 次过采样的话 其实整个完成的时间也就 2.47ms 如果还要再加两个辅助通道的话 也就是 2.67ms 即使我把整个完成 相当于进行了 8 次测量一直到 16 通道 再加辅助通道的话 总共也不会超过 3ms 的时间 这个在我们写程序的时候可以考虑 当发送完命令之后 一般会等 3 ms 再来读它的结果 下面是一个例程 就是怎么样去发送一个命令 所以第一个其实是发得一个 8 跟 1 8 相当于是一个单芯片的访问模式 起点地址就是 4 个 00 就是它这里发送一个采样命令 采样完之后把数据发回来 所以它是带响应的 81000200 然后 CRC 然后如果是说仅仅采样 把它保存起来就可以的话 然后发的是 91 是 without 不带响应的 这样的话就是它会扫描 但是不会自动把数据发回来 这一个就是从波形上来讲的话一个例程 可以看到中间就差不多 2.47ms 的一个 延时 这对我们写程序的时候 可以进行直接的一个合适的处理 这是关于 PL455 的一个配置 通讯啊一些基本的细节 接下来我们可能就会来 看一下在设计方面的一些考虑 谢谢大家