ZHCSPR9 December   2023 AFE782H1 , AFE882H1

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 特性
  3. 应用
  4. 说明
  5. 引脚配置和功能
  6. 规格
    1. 5.1  绝对最大额定值
    2. 5.2  ESD 等级
    3. 5.3  建议运行条件
    4. 5.4  热性能信息
    5. 5.5  电气特性
    6. 5.6  时序要求
    7. 5.7  时序图
    8. 5.8  典型特性:VOUT DAC
    9. 5.9  典型特性:ADC
    10. 5.10 典型特性:参考文献
    11. 5.11 典型特性:HART 调制解调器
    12. 5.12 典型特性:电源
  7. 详细说明
    1. 6.1 概述
    2. 6.2 功能方框图
    3. 6.3 特性说明
      1. 6.3.1  数模转换器 (DAC) 概述
        1. 6.3.1.1 DAC 电阻串
        2. 6.3.1.2 DAC 缓冲器放大器
        3. 6.3.1.3 DAC 传递函数
        4. 6.3.1.4 DAC 增益和偏移校准
        5. 6.3.1.5 可编程压摆率
        6. 6.3.1.6 DAC 寄存器结构和清除状态
      2. 6.3.2  模数转换器 (ADC) 概述
        1. 6.3.2.1 ADC 操作
        2. 6.3.2.2 ADC 自定义通道序列发生器
        3. 6.3.2.3 ADC 同步
        4. 6.3.2.4 ADC 偏移校准
        5. 6.3.2.5 外部监控输入
        6. 6.3.2.6 温度传感器
        7. 6.3.2.7 自诊断多路复用器
        8. 6.3.2.8 ADC 旁路
      3. 6.3.3  可编程超限警报
        1. 6.3.3.1 基于警报的中断
        2. 6.3.3.2 警报操作配置寄存器
        3. 6.3.3.3 警报电压发生器
        4. 6.3.3.4 温度传感器警报功能
        5. 6.3.3.5 内部基准警报功能
        6. 6.3.3.6 ADC 警报功能
        7. 6.3.3.7 故障检测
      4. 6.3.4  IRQ
      5. 6.3.5  HART 接口
        1. 6.3.5.1  FIFO 缓冲器
          1. 6.3.5.1.1 FIFO 缓冲器访问
          2. 6.3.5.1.2 FIFO 缓冲器标志
        2. 6.3.5.2  HART 调制器
        3. 6.3.5.3  HART 解调器
        4. 6.3.5.4  HART 调制解调器模式
          1. 6.3.5.4.1 半双工模式
          2. 6.3.5.4.2 全双工模式
        5. 6.3.5.5  HART 调制和解调仲裁
          1. 6.3.5.5.1 HART 接收模式
          2. 6.3.5.5.2 HART 发送模式
        6. 6.3.5.6  HART 调制器时序和前导码要求
        7. 6.3.5.7  HART 解调器时序和前导码要求
        8. 6.3.5.8  HART 通信的 IRQ 配置
        9. 6.3.5.9  使用 SPI 进行 HART 通信
        10. 6.3.5.10 使用 UART 进行 HART 通信
        11. 6.3.5.11 存储器内置自检 (MBIST)
      6. 6.3.6  内部基准
      7. 6.3.7  集成精密振荡器
      8. 6.3.8  精密振荡器诊断
      9. 6.3.9  一次性可编程 (OTP) 存储器
      10. 6.3.10 GPIO
      11. 6.3.11 计时器
      12. 6.3.12 唯一芯片标识符 (ID)
      13. 6.3.13 暂存区寄存器
    4. 6.4 器件功能模式
      1. 6.4.1 DAC 断电模式
      2. 6.4.2 寄存器内置自检 (RBIST)
      3. 6.4.3 复位
    5. 6.5 编程
      1. 6.5.1 通信设置
        1. 6.5.1.1 SPI 模式
        2. 6.5.1.2 UART 模式
        3. 6.5.1.3 SPI + UART 模式
        4. 6.5.1.4 HART 功能设置选项
      2. 6.5.2 GPIO 编程
      3. 6.5.3 串行外设接口 (SPI)
        1. 6.5.3.1 SPI 帧定义
        2. 6.5.3.2 SPI 读取和写入
        3. 6.5.3.3 帧错误校验
        4. 6.5.3.4 同步
      4. 6.5.4 UART 接口
        1. 6.5.4.1 UART 中断模式 (UBM)
          1. 6.5.4.1.1 连接 FIFO 缓冲器和寄存器映射
      5. 6.5.5 状态位
      6. 6.5.6 看门狗计时器
  8. 寄存器映射
    1. 7.1 AFEx82H1 寄存器
  9. 应用和实施
    1. 8.1 应用信息
      1. 8.1.1 多通道配置
    2. 8.2 典型应用
      1. 8.2.1 4mA 至 20mA 电流变送器
        1. 8.2.1.1 设计要求
        2. 8.2.1.2 详细设计过程
          1. 8.2.1.2.1 电流环路控制
          2. 8.2.1.2.2 HART 连接
          3. 8.2.1.2.3 输入保护和整流
          4. 8.2.1.2.4 系统电流预算
        3. 8.2.1.3 应用曲线
    3. 8.3 初始化设置
    4. 8.4 电源相关建议
    5. 8.5 布局
      1. 8.5.1 布局指南
      2. 8.5.2 布局示例
  10. 器件和文档支持
    1. 9.1 文档支持
      1. 9.1.1 相关文档
    2. 9.2 接收文档更新通知
    3. 9.3 支持资源
    4. 9.4 商标
    5. 9.5 静电放电警告
    6. 9.6 术语表
  11. 10修订历史记录
  12. 11机械、封装和可订购信息

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
订购信息

DAC 增益和偏移校准

AFEx82H1 提供 DAC 增益和偏移校准功能,可以校正系统中出现的端点误差。需使用两个寄存器 DAC_GAIN.GAIN 和 DAC_OFFSET.OFFSET 来实现增益和偏移校准。在更改增益或偏移代码后应更新 DAC_DATA 寄存器以使新值生效。可以使用方程式 2 将 DAC_GAIN 编程为 0.5 至 1.499985 之间的值。

方程式 2. D A C _ G A I N = 1 2 + G A I N 2 N

其中

  • N = DAC_GAIN 分辨率,以位数表示:AFE882H1 为 16 位,AFE782H1 为 14 位。
  • GAIN 是 DAC_GAIN 寄存器设置的十进制值。
  • GAIN 数据采用左对齐形式;对于 AFE782H1,DAC_GAIN 寄存器中的最后两个 LSB 将被忽略。

AFE882H1 的 DAC_GAIN 设置示例如表 6-1 所示。

表 6-1 DAC_GAIN 设置与 GAIN 代码
DAC_GAIN GAIN(十六进制)
0.5 0x0000
1.0 0x8000
1.499985 0xFFFF

DAC_OFFSET 以二进制补码编码形式存储在 DAC_OFFSET 寄存器中。可以使用方程式 3 将 DAC_OFFSET 值编程为 –2(N–1) 至 2(N–1) – 1 之间的值。

方程式 3. D A C _ O F F S E T = - O F F S E T M S B × 2 ( N - 1 ) + i = 0 ( N - 2 ) O F F S E T i × 2 i

其中

  • N = DAC_OFFSET 分辨率,以位数表示:AFE882H1 为 16 位,AFE782H1 为 14 位。
  • OFFSETMSB = DAC_OFFSET 寄存器的 MSB 位。
  • OFFSETi = DAC_OFFSET 寄存器的其余位。
  • i = 该位在 DAC_OFFSET 寄存器中的位置。
  • OFFSET 数据采用左对齐形式;对于该器件,DAC_OFFSET 寄存器中的最后两个 LSB 将被忽略。

最高有效位决定数字的符号,称为符号位。符号位的权重为 –2(N-1),如方程式 3 所示。

AFE882H1 的 DAC_OFFSET 设置示例如表 6-2 所示。

表 6-2 DAC_OFFSET 设置与 OFFSET 代码
DAC_OFFSET OFFSET(十六进制)
32767 0x7FFF
1 0x0001
0 0x0000
-1 0xFFFF
-2 0xFFFE
–32768 0x8000

以下传递函数基于 DAC_GAIN 和 DAC_OFFSET 值应用于 DAC_DATA.DATA:

方程式 4. D A C _ C O D E = ( D A T A) × D A C _ G A I N ) + D A C _ O F F S E T

其中

  • DAC_CODE 是施加到 DAC 的内部信号。
  • DATA 是 DAC_DATA 寄存器的十进制值。
  • DAC_GAIN 和 DAC_OFFSET 是用户校准设置。
  • DATA 数据采用左对齐形式;对于 AFE782H1,DAC_DATA 寄存器中的最后两个 LSB 将被忽略。

方程式 4 中的 DAC_GAIN 和 DAC_OFFSET 代入方程式 2方程式 3 得到:

方程式 5. D A C _ C O D E = ( D A T A) × 1 2 + G A I N 2 N ) - O F F S E T M S B × 2 ( N - 1 ) + i = 0 ( N - 2 ) O F F S E T i × 2 i

乘数是使用截断而不是舍入来实现的。如果需要舍入,这种截断可能会导致 1 LSB 的差异。图 6-2 显示了 DAC 校准路径。

GUID-20220613-SS0I-HMRW-0FLQ-WGWFTPRVJGB4-low.svg图 6-2 DAC 校准路径