2020年09月08日 | 如何通过stm32驱动电源检测芯片cs5463

一、概述

CS5463 是一个包含两个ΔΣ模-数转换器（ ADC）、 功率计算功能、电能到频率转换器和一个串行接口的完整的功率测量芯片。它可以精确测量瞬时电压,电流和计算IRMS、VRMS、瞬时功率、有功功率、无功功率，用于研制开发单相、 2线或3线电表。

CS5463可以使用低成本的分流器或互感器测量电流，使用分压电阻或电压互感器测量电压。

CS5463具有与微控制器通讯的双向串口，可编程的电能-脉冲输出功能。 CS5463还具有方便的片上系统校准功能。具有温度传感器电压下降检测，相位补偿功能。

二、cc5463的通讯接口spi

根据cc5463的datasheet查看相关spi的时序,时序图如下

根据该时序图,当CS=0的时候，通讯有效；当数据在时钟上升沿开始改变。然后CLK空闲时是低电平。由此判断CPOL=0，CPHA=1；

可是根据这个配置设置stm32的spi，却无法正常通讯，折腾很久还是无果。回想起这个芯片的驱动程序原来是在51单片机上面运行的，故打算用逻辑分析仪在51单片机上读取该芯片的通讯时序。  

三、逻辑分析仪时序分析

我使用的逻辑分析仪是salea logic16,抓协议之前必须事先配置好，配置图如下：

抓取的时序图如下

根据逻辑分析仪的数据，可以知道CPOL=1,CPHA=1，由此说明cc5463的时序图有误，导致stm32与cc5463无法正常通讯。按照这个配置我重新配置了stm32的spi，最后终于可以正常通讯了。stm32的spi配置如下：

void SPI2_Init(void)

{

     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

  SPI_InitTypeDef  SPI_InitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(    RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE );//PORTB时钟使能 

    RCC_APB1PeriphClockCmd(    RCC_APB1Periph_SPI2,  ENABLE );//SPI2时钟使能     

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //PB13/14/15复用推挽输出 

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOB

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_14;   //MISO

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //PB13/14/15复用推挽输出 

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOB

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15;    //MOSI

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //PB13/14/15复用推挽输出 

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOB

     GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15);  //PB13/14/15上拉

    SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;  //设置SPI单向或者双向的数据模式:SPI设置为双线双向全双工

    SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;        //设置SPI工作模式:设置为主SPI

    SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;        //设置SPI的数据大小:SPI发送接收8位帧结构

    SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High;        //串行同步时钟的空闲状态为电平

    SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;    //串行同步时钟的第二个跳变沿（上升或下降）数据被采样

    SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;        //NSS信号由硬件（NSS管脚）还是软件（使用SSI位）管理:内部NSS信号有SSI位控制

    SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_256;        //定义波特率预分频的值:波特率预分频值为256

    SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;    //指定数据传输从MSB位还是LSB位开始:数据传输从MSB位开始

    SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;    //CRC值计算的多项式

    SPI_Init(SPI2, &SPI_InitStructure);  //根据SPI_InitStruct中指定的参数初始化外设SPIx寄存器

    SPI_Cmd(SPI2, ENABLE); //使能SPI外设

    SPI2_ReadWriteByte(0xff);//启动传输         

}  

//SPIx 读写一个字节

//TxData:要写入的字节

//返回值:读取到的字节

u8 SPI2_ReadWriteByte(u8 TxData)

{        

    u8 retry=0;                     

    while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET) //检查指定的SPI标志位设置与否:发送缓存空标志位

        {

        retry++;

        if(retry>200)return 0;

        }              

    SPI_I2S_SendData(SPI2, TxData); //通过外设SPIx发送一个数据

    retry=0;

    while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET) //检查指定的SPI标志位设置与否:接受缓存非空标志位

        {

        retry++;

        if(retry>200)return 0;

        }                                  

    return SPI_I2S_ReceiveData(SPI2); //返回通过SPIx最近接收的数据                        

}

与cc5463的通讯程序如下：

/*************************************************************

** 函数名称:CS5463CMD

** 函数功能:CS5463命令函数

** 函数参数:无

** 创建时间:2009-9-14

** 第一次修改时间:无

**************************************************************/

static void CS5463CMD(uint8 cmd)

{

 CS = 0;    

 SPI2_ReadWriteByte(cmd);    

 CS = 1;   

}

/*************************************************************

** 函数名称:CS5463WriteReg

** 函数功能:CS5463写寄存器函数

** 函数参数:无

** 创建时间:2009-9-14

** 第一次修改时间:无

**************************************************************/

void CS5463WriteReg(uint8 addr,uint8 *p)

{

    char i;

    CS = 0;

    SPI2_ReadWriteByte(addr);

    for(i = 0; i < 3; i++)

      SPI2_ReadWriteByte((*(p + i)));

    CS = 1;

}

/*************************************************************

** 函数名称:CS5463ReadReg

** 函数功能:CS5463读寄存器函数

** 函数参数:无

** 创建时间:2009-9-14

** 第一次修改时间:无

**************************************************************/

void CS5463ReadReg(uint8 addr,uint8 *p)

{  

    char i; 

    unsigned char data;

    CS = 0;

    SPI2_ReadWriteByte(addr);

    for(i = 0; i < 3; i++){

      data=SPI2_ReadWriteByte(0xff);

      (*(p + i)) = data;

    }

    CS = 1;

    return ;   

}