ZHCUB80C August   2004  – July 2023 PGA309

 

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  2.   使用前必读
    1.     关于本手册
    2.     德州仪器 (TI) 相关文档
    3.     如果您需要协助
    4.     注意事项和警告信息
    5.     FCC 警告
    6.     商标
  3. 1引言
    1. 1.1  PGA309 功能说明
    2. 1.2  传感器误差调整范围
    3. 1.3  增益调节
    4. 1.4  失调电压量调整
    5. 1.5  电压基准
    6. 1.6  传感器激励和线性化
    7. 1.7  使用 ADC 进行温度检测
    8. 1.8  外部 EEPROM 和温度系数
    9. 1.9  故障监测
    10. 1.10 过量程和欠量程限制
    11. 1.11 上电和正常运行
    12. 1.12 数字接口
    13. 1.13 引脚配置
  4. 2详细说明
    1. 2.1  增益调节
      1. 2.1.1 PGA309 传递函数
      2. 2.1.2 求解增益设置
    2. 2.2  失调电压调节
    3. 2.3  零 DAC 和增益 DAC 架构
    4. 2.4  输出放大器
    5. 2.5  基准电压
    6. 2.6  线性化函数
      1. 2.6.1 系统定义
      2. 2.6.2 关键线性化设计公式
        1. 2.6.2.1 Lin DAC 计数转换
      3. 2.6.3 关键理想设计公式
        1. 2.6.3.1 线性化设计
        2.       37
    7. 2.7  温度测量
      1. 2.7.1 温度 ADC 启动转换控制
      2. 2.7.2 通过励磁串联电阻进行外部温度检测
    8. 2.8  故障监测
    9. 2.9  过量程和欠量程
      1. 2.9.1 过量程和欠量程计算
      2.      44
    10. 2.10 噪声和粗略失调电压调整
    11. 2.11 一般 AC 注意事项
  5. 3工作模式
    1. 3.1 上电序列和正常独立工作模式
    2. 3.2 EEPROM 内容和温度查找表计算
      1. 3.2.1 温度查找表计算
        1. 3.2.1.1 温度查找表计算
        2.       52
        3.       53
    3. 3.3 校验和错误事件
    4. 3.4 测试引脚
    5. 3.5 上电时的初始寄存器状态
      1. 3.5.1 PGA309 上电状态
  6. 4数字接口
    1. 4.1  说明
    2. 4.2  两线制接口
      1. 4.2.1 器件寻址
      2. 4.2.2 两线制访问 PGA309
    3. 4.3  一线制接口
    4. 4.4  单线制接口超时
    5. 4.5  单线制接口时序注意事项
    6. 4.6  两线制访问外部 EEPROM
    7. 4.7  单线制接口发起的两线制 EEPROM 事务
    8. 4.8  PGA309 独立模式和两线制事务
    9. 4.9  PGA309 在两线制总线上的主运行模式和总线共享注意事项
    10. 4.10 PRG 连接到 VOUT 的单线制工作模式
    11. 4.11 四线制模块和单线制接口 (PRG)
  7. 5应用背景
    1. 5.1 桥式传感器
    2. 5.2 桥式传感器的系统调节选项
      1. 5.2.1 绝对调节
      2. 5.2.2 比例式调节
    3. 5.3 修整实际桥式传感器以支持线性度
    4. 5.4 PGA309 校准过程
  8. 6寄存器说明
    1. 6.1 内部寄存器概览
    2. 6.2 内部寄存器映射
      1. 6.2.1 寄存器 0：温度 ADC 输出寄存器（只读，地址指针 = 00000）
      2. 6.2.2 寄存器 1：精细失调电压调整（零 DAC）寄存器（读取/写入，地址指针 = 00001）
      3. 6.2.3 寄存器 2：精细增益调整（增益 DAC）寄存器（读取/写入，地址指针 = 00010）
      4. 6.2.4 寄存器 3：基准控制和线性化寄存器（读取/写入，地址指针 = 00011）
      5. 6.2.5 寄存器 4：PGA 粗略失调电压调整和增益选择/输出放大器增益选择寄存器（读取/写入，地址指针 = 00100）
      6. 6.2.6 寄存器 5：PGA 配置和过量程/欠量程限制寄存器（读取/写入，地址指针 = 00101）
      7. 6.2.7 寄存器 6：温度 ADC 控制寄存器（读取/写入，地址指针 = 00110）
      8. 6.2.8 寄存器 7：输出使能计数器控制寄存器（读取/写入，地址指针 = 00111）
      9. 6.2.9 寄存器 8：警报状态寄存器（只读，地址指针 = 01000）
  9.   A 外部 EEPROM 示例
    1.     A.1 PGA309 外部 EEPROM 示例
      1.      A.1.1 外部 EEPROM 的增益和失调电压调节
      2.      94
  10.   B 详细方框图
    1.     B.1 详细方框图
  11.   C 术语表
  12.   修订历史记录

3.1 上电序列和正常独立工作模式

PGA309 内部状态机在独立模式下控制器件的运行，无需任何外部数字控制器。在此模式下，PGA309 执行两线制接口主器件的功能以从 EEPROM 中读取数据。

PGA309 具有上电复位 (POR) 电路，可将内部寄存器和子电路复位为初始状态。当检测到电源电压过低时，也会发生这种上电复位，这样当电源再次变为有效时，PGA309 会处于已知状态。在 VSA 上升时，POR 电路的阈值电压通常为 2.2V，而在 VSA 下降时为 1.7V。

当电源变为有效后，PGA309 等待大约 33ms，然后尝试从外部 EEPROM 器件的第一部分读取配置寄存器数据（寄存器 3 — 寄存器 6 位设置）。如果 EEPROM 在地址位置 0 和 1 中具有正确编程的标志字（0x5449，“TI”ASCII），则 PGA309 将继续读取 EEPROM。否则，PGA309 将等待 1.3 秒，然后重试。如果 PGA309 检测到没有来自 EEPROM 的响应并且两线制总线处于有效的空闲状态（SCL =“1”，SDA =“1”），则 PGA309 将等待 1.3 秒，然后重试。如果两线制总线卡在 SDA =“0”状态，则 PGA309 会通过发送额外的 SCL 时钟来释放总线（请参阅Chapter4 - 数字接口 以了解详细信息），并等待 33ms 后尝试再次读取 EEPROM。如果 EEPROM 配置读取成功（包括有效的 Checksum1 数据）并且寄存器 6 中的 ADCS 或 CEN 位设置为“1”，则 PGA309 将触发温度 ADC 来测量配置寄存器中配置的温度信息。对于 16 位分辨率结果，转换器大约需要 125ms 来完成一次转换。一旦转换完成，PGA309 开始从 EEPROM 地址位置 16 及更高位置读取查找表，以便使用分段线性插值算法来计算增益 DAC 和零 DAC 的设置。PGA309 读取整个查找表并确定查找表的校验和 (Checksum2) 是否正确。从 EEPROM 读取查找表中的每个条目大约需要 500μs。一旦确定 Checksum2 有效，增益 DAC 和零 DAC 的计算值便会更新到各自的寄存器中，并启用输出放大器 (VOUT)。然后，PGA309 开始循环执行整个过程，再次从 EEPROM 的第一部分读取配置数据。此循环无限期持续下去。

注：

对于连接到 VOUT 的 PRG 引脚

在整个初始上电序列期间，PGA309 VOUT 会被禁用（高阻抗），直到验证了有效的 EEPROM 内容并完成 ADC 转换，如上所述并如图 3-1 所示。在真正的三线制连接中（VS、GND 和 VOUT，PRG 引脚短接至 VOUT），当 OWD =“1”（寄存器 4，位 D15）时，外部通信控制器只能在上电之后的这段时间间隔内启动与 PGA309 的数字通信并在内部状态机中触发一秒钟延迟。启用 VOUT 后，除非重新上电，否则无法进行进一步的数字通信。

如果 PGA309 检测到不存在 EEPROM 器件（即对于发送至 EEPROM 的从器件地址字节，没有收到确认），PGA309 将等待大约一秒钟，然后重试。此循环将在禁用 VOUT 的情况下无限期持续下去。

在任何时候，如果通过两线制或单线制接口以 OWD =“0”（寄存器 4，位 D15）对 PGA309 进行寻址，则内部状态机将中止其周期并启动 1s 延迟。在 1s 延迟超时后会开始进行 EEPROM 读取。每次对 PGA309 进行寻址时，都会使 1s 延迟复位。因此，只要有某种通信活动至少每秒发送到 PGA309 一次，外部微控制器便能够控制 PGA309 的功能。VOUT 将保持在 PGA309 被寻址前所处的状态（启用或禁用）。如果从初始上电开始就需要通过微控制器对 PGA309 进行完全控制，则在内部 PGA309 寄存器配置为所需状态后，应将 Test 引脚拉至高电平以启用输出。

GUID-F4715CED-1342-41C6-901C-E4F433A16173-low.gif图 3-1 状态机 — 上电序列和独立工作模式