MS91051應用指南

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(guò)CMOUT腳輸出，該基準電壓可以通過(guò)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(jìn)行補償，補償的方法為直接對第二級放大器的輸出進(jìn)行調整，DAC寄存器的每一個(gè)LSB可以調整34mV。

上述這些功能都需要通過(guò)SPI接口對內部寄存器進(jìn)行指令的讀寫(xiě)操作，而不進(jìn)行讀寫(xiě)操作，MS91051上電沒(méi)有任何功能（重新上電則寄存器數據清空，需要重新讀寫(xiě)）。但是在初次使用中，會(huì )出現無(wú)法進(jìn)行通訊的情況，且規格書(shū)中寫(xiě)的較為復雜，基于這種情況，就有了這一份MS91051的調試說(shuō)明，以方便進(jìn)行初次使用。為了方便調試，調試過(guò)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(jìn)行提升。

圖一是MS91051的推薦線(xiàn)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(jìn)行通訊的MCU，我司選擇的是MS616F512NS，它的封裝是QFN48，且有0.1uA的關(guān)斷功耗，可以滿(mǎn)足正常的使用。當IO口需求較大時(shí)，還有LQFP100的MS616F512可以選擇。

電路連接較為簡(jiǎn)單，功能只是為了與MS91051進(jìn)行通訊。器件JTAG1是MS616F512NS的JTAG接口，是為了方便在線(xiàn)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(guò)程中不需要進(jìn)行芯片選擇，所以前面三部中CSB腳一直置低。

圖三是MS91051規格書(shū)中的數據時(shí)序，C7讀寫(xiě)控制位，0為寫(xiě)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(shū)。

MS91051的SPI是上升沿為數據采集點(diǎn)。我司寫(xiě)的是0x00（寫(xiě)模式，器件配置）+0x60（IN1輸入，PGA1 PGA2打開(kāi)，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(shí)候無(wú)法發(fā)現問(wèn)題）

寫(xiě)入后，測量CMOUT腳的電壓，此時(shí)電壓應該為1.15V左右。若有1.15V輸出，則MS91051的寫(xiě)數據已經(jīng)調試成功；若無(wú)，則檢查此時(shí)單片機輸出波形是否正常，或者更換新的MS91051進(jìn)行嘗試。

進(jìn)入SDIO模式后，我司選擇的是讀取DAC寄存器的值，寫(xiě)0x81，將P1.0改為輸入，加延時(shí)，再給SCLK腳提供一個(gè)時(shí)鐘信號，SDIO就會(huì )有寄存器的數據輸出。SDIO的數據會(huì )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(jìn)入寫(xiě)模式時(shí)，可以寫(xiě)入0x0F+0x00，這時(shí)候再進(jìn)行讀數據操作，讀取到的會(huì )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(xiě)完數據后拉高即可，但是CSB需要10ns的建立時(shí)間，所以不能在拉低CSB的同時(shí)寫(xiě)數據，以寫(xiě)0x00+0x60為例：

P1OUT = 0x06;

_NOP();

WRITE(0x00);

WRITE(0x60);

P1OUT = 0x06;