图 3-3 显示了进行电压和电流采样时发生的不同事件，其中用绿色标出的项目由 MSPM0G1106 硬件模块完成。

图 3-3 电压和电流采样事件

每个相位的新电流样本在每 OSR（此设计中为 1024 个调制时钟周期）准备就绪，从而在连接到 MSPM0+ MCU 的 SPI 总线上每秒产生 4000 个样本。数据传输包含两个事务：第一个是 12 个字节的样本，两个 ADS131M02 通道各包含其中 3 个字节的数据；第二个是另外 15 个字节，包含 AMC131M03 上一个通道用于分流器的数据，还有未使用和通过软件禁用的另外两个模拟输入通道的 0x00 00 00 数据。

假设 ADS131M02 和 AMC131M03 器件最近一次就绪的相电流和电压样本对应于第 N^th - 1 个电流和电压样本，即 I_phx[N - 1] 和 V_phx[N - 1]，一旦新样本准备就绪，ADS131M02 就会将 DRDY 引脚置为低电平有效。ADS131M02 DRDY 引脚的下降沿会导致 MSPM0+ MCU 上的 GPIO 端口中断，从而触发端口 ISR，让后台进程在端口 ISR 运行。AMC131M03 还会生成 DRDY 引脚中断，并在通过 SPI 读出 ADS131M02 后立即提供该中断。

图 3-4 显示了后台进程，该进程主要处理测试软件中有严格时序要求的事件。

图 3-4 后台进程

在后台进程中，先前获得的电压样本 (V_phx[N - 2]) 和先前获得的电流样本 (I_phx[N - 2]) 会存储起来，以便稍后供 per_sample_dsp () 函数使用，该函数负责更新用于计算计量参数的中间点积数量。

在存储先前从 ADS131M02 和 AMC131M03 获得的电压和电流样本后，通过将相应的片选信号置为低电平有效，来启用与 ADS131M02 的通信。然后，将 DMA 配置为针对 ADS131M02 器件最新电流和电压样本（I_phx[N – 1] 和
V_phx[N – 1]）发送请求，并接收来自 ADS131M02 的数据包响应。最新 ADC 数据样本的请求（发送虚拟数据 0x00）和接收由 DMA 模块自动完成。

图 3-5 显示了由 MSPM0+ MCU 的 DMA 发送的数据包，以及同样由 DMA 接收的来自 ADS131M02 或 AMC131M03 的响应数据包。发送和接收数据包中包含四个或五个字，其中每个字的长度为三个字节，从而在 SPI 总线上产生 12 或 15 字节的 DMA 事务。请注意，ADS131M02 数据包的长度为 12 个字节，因为仅通过 DMA 事务读出两个通道，每个通道各有三个字节，而 AMC131M03 需要 15 个字节。固件会自动处理 ADC 器件选择并循环读取数据，因为固件会更新每个 ADC 的 DMA 参数（包括数据包数据长度），并激活与每个 ADC 的正确 CS 线路。

图 3-5 ADS131M02 和 AMC131M03 ADC 采样请求数据包

从 ADS131M02 器件请求 ADC 数据时，必须由 MSPM0+ MCU 发送的第一个字是命令字。测试软件不需要在典型的 ADC 样本读出期间更改 ADS131M02 的设置或读取任何寄存器，因此会向 ADS131M02 发送 NULL 命令，这使设计人员能够无需更改器件状态即可从 ADS131M02 获取 ADC 样本。

null 命令的实际大小是 16 位；但是，由于使用的是 24 位字，16 位命令必须在命令末尾填充一个额外的值 0x00。因此发送的 NULL 命令字的值为 0x00 00 00。当 MSPM0+ MCU 移出命令字时，MCU 同时将响应字移入前一个数据包的命令字。NULL 命令的响应字是 STATUS 寄存器的内容。此设计中不使用 STATUS 寄存器的内容，因此从 ADS131M02 接收到的第一个字将被忽略（未在软件代码中处理）。

写入命令字后，必须对每个要读取的字节执行一次虚拟写入。若要启用 SPI 时钟，便需要写入虚拟字节，这是从 ADS131M02 器件读取一个字节所必需的。每次写入虚拟字节时，都会将值 0x00 写入 SPI 发送寄存器。通过在写入命令字节后立即写入三个虚拟字节，MSPM0+ MCU 可以从 ADS131M02 的通道 0 接收 3 字节的 ADC 值。写入接下来的 3 个虚拟字节将获取通道 1 的 ADC 数据，写入接下来的 3 个虚拟字节将获取 CRC 字。CRC 字为 24 位；但是，请注意实际的 CRC 只有 16 位，这些位对应于 24 位字的最高有效位。因此，在解析 CRC 字时，不需要最后一个字节（但请注意，为了使 ADS131M02 正确运行，仍必须发送虚拟写入的这个零填充字节）。

每当 DMA 接收到整个 I_phx[N - 1] 数据包时，便会自动调用 DMA ISR。在 ISR 内，CRC 基于三个命令和 ADC 通道数据字计算（共计 3 x 3 = 9 字节）。此 CRC 计算可在两种模式下完成：使用 MSPM0G110 MCU 的 CRC 模块或使用 memcpy() 函数，将 9 字节 ADC 数据移动到自动计算 CRC16 的特殊存储器区域。

紧随从 AMC131M03 读取 SPI 数据后，但使用 NULL 命令和三个 24 位数据通道以及带有填充的 0x00 字节的 CRC16。这完成了对 AMC131M03 器件的当前样本 I_phx[N – 1] 的读取，然后还会检查 CRC16 校验和。

有关 CRC16 检查实现的详细信息，请参阅 ADS_verifyADSCRC() 和 AMC_verifyAMCCRC() 例程。memcpy() 实现的计算速度比使用带字节馈送的 CRC16 寄存器快近 5 倍，并且在默认情况下使用。可以向 CRC 模块馈送 8 位或 16 位数据，并且由于共有 9 个字节，因此 CRC 模块正在逐字节更新。计算出数据包的 CRC 后，会将校验结果与从 ADS131M02 发送的数据包中获得的 CRC 进行比较。发送的 CRC 从字节 10 和 11 进行解析（最后一个字节 12 是 CRC16 的零填充，因此会忽略该值）。

如果计算出的 CRC 和解析的 CRC 相等，则 CRC 校验正确，并解析 ADC 数据以获取时间 N - 1 处的电压和电流样本值。有两个变量用于计算每个 ADC 的合格和不合格 CRC16 数据包，名为 crcPassCount 和 crcFailCount。解析的电压和电流样本被置于临时缓冲器中，以便在下一次中断调用 per_sample_dsp() 函数时使用此信息。当 DMA 上的 SPI 传输结束时，CS（芯片选择）线路再次从 MSPM0+ MCU 自动上拉回高电平，以便在下次电流样本读出准备就绪之前正确复位 AMC131M03 通信。

在使用 DMA 通道将最新电流和电压样本 I_phx[N - 1] 和 V_phx[N - 1] 传输到 MSPM0+ MCU 的同时，ADS131M02 已对下一个电压 (V_phx[N]) 和电流样本 (I_phx[N]) 进行采样，而测试软件对从 ADS131M02 和 AMC131M03 获取的早期电压 (V_phx[N - 2]) 和电流样本 (I_phx[N - 2]) 执行逐样本处理。可使用这种逐样本处理方法来更新用于计算计量参数的中间点积。处理样本后，后台进程使用 per_sample_energy_pulse_processing 执行电能比例脉冲的计算和输出。一旦 per_sample_energy_pulse_processing 完成，测试软件便会从端口 ISR 退出。

总之，在单个 DRDY 周期中有两个 SPI 读取数据周期，首先读取 ADS131M02 器件，然后是 AMC131M03。这两个 SPI 事务之间的唯一区别在于，ADS131M02 有两个通道，而 AMC131M03 有三个通道，因此 SPI 数据包的长度总共为 12 字节或 15 字节。