A1333角度位置傳感器的SPI接口調試

摘要

本篇筆記主要記錄在調試Allegro microsystem 公司生產的A1333 高速，低延遲，帶有診斷和ASIL D 認證的無接觸式的0~360°的角度位置傳感器IC時遇到的一些問題。

A1333簡介

A1333可以無接觸測量0~360°角度，符合ISO262的功能安全認證ASIL D等級。 帶有自診斷功能，是一種霍爾效應的SoC，包含三部分，CVH（Circular Vertical Hall） 前端，數(shù)字信號處理部分，和電機換向和編碼器輸出，而且片上還有EEPROM，可以用來存儲參數(shù)，因為符合ASIL D等級認證，所以是汽車應用的理想選擇，廣泛用于，電動轉向，油門控制等系統(tǒng)，有24腳eTSSOP 封裝的和14腳封裝的， 24腳的是雙軌的，14腳封裝的是單軌的。

系統(tǒng)框圖

從系統(tǒng)框圖也可以看出，總體包含我們前面說的由三部分組成，CVH前端，數(shù)字信號處理和電機換向輸出UVW，/編碼器輸出。

典型應用框圖

一般我們都是用一個單片機來配合控制A1333， A1333有SPI 接口和ABI接口，這次我們以SPI接口為例子。

理論上任何一款帶SPI的單片機都可以完成和A1333的通信，但如果是汽車應用，要選用帶有ASIL 認證的單片機。 我們以MPC5744p 這款帶有ASIL D認證的單片機為例子。 采用4線SPI 接口和 A1333通信，使用SPI 的模式3 CPHA， CPOL 為1,1 配置。

引腳介紹

因為我們這次是以SPI通信來和A1333交換數(shù)據，所以SPI 通信的一些參數(shù)要注意下。

輸入輸出時序圖

SPI通信幀格式

A1333有三種SPI通信格式，有三種分別是16位，17位，和20位。

其實我們的驅動軟件就是要支持幾種格式，完成通信，而讀寫邏輯也在書冊中給出了。

寫邏輯

總結起來就是，寫的時候包含一位低，一位讀寫控制位，寫為高，讀 為低，6位寄存器地址位，8位數(shù)據，如果是16位幀格式就完了， 如果是20位幀格式，末尾還需加上4位CRC校驗。 要實現(xiàn)一個16位數(shù)據的寫操作，需要發(fā)送兩次寫邏輯來完成。

至于代碼的實現(xiàn)，可以采用SPI查詢模式，也可以采用中斷或者DMA方式，這個都可以，一定要注意寫一個16位的數(shù)據要通過兩次寫操作才能完成。

讀邏輯

讀操作總結起來就是一句話，按照格式同樣的內容發(fā)兩遍這樣第二遍才能獲取結果。

代碼實現(xiàn)上也是這樣操作，包含一位低，一位讀寫控制位，寫為高，讀 為低，6位寄存器地址位，8位數(shù)據。 按照書冊要求，結合SDK可以很容易的完成驅動的開發(fā)和使用，重點在調試。

驅動開發(fā)

本次我們使用SDK，結合上位機初始化配置工具完成驅動的生成。 其中SPI的配置如下。

在根據自己的實際應用硬件配置相應管腳就可以生成代碼了，生成的工程是空的，我們需要調用生成的驅動函數(shù)來完成對A1333的驅動，其實就是完成讀寫函數(shù)，然后在主程序中通過狀態(tài)機去調用實現(xiàn)不同地址，不同寄存器的操作，包含角度的讀取，零點的校準，等操作。

測試

按照手冊要求完成了驅動開發(fā)，可是通訊的時候，A1333沒有反應，用示波器測到的波形如下。

發(fā)送的數(shù)據和時鐘波形都是正確的，可是A1333從機沒有反應，讀取到的值全是0， 是有問題的，應檢查軟件代碼和硬件排查問題。

軟件上首先排查驅動有沒有問題，經過多次手冊閱讀和軟件排查發(fā)現(xiàn)配置和驅動都沒有問題，最后就排查硬件，因為是從硬件工程師手里拿到的板子，一開始沒有排查硬件，后來和硬件工程師一塊排查，發(fā)現(xiàn)TEST腳沒有接地，而是被拉到了電源柜VCC上，這樣導致A1333工作不正常，TEST腳是廠家測試用的，一般正式用要拉地。 后將TEST腳拉地，A1333有了數(shù)據回應。

經過排查是因為Test 管腳沒有接地，直接接到了Vcc上， Test 應該接地按照手冊要求，經硬件工程師更改電路，將Test飛線接地，工作正常。

EEPROM解鎖

A1333含有EEPROM可以用來存儲參數(shù)，但是在操作前需要解鎖，而解鎖是需要特殊密碼指令的。

就是連續(xù)發(fā)送這5條寫指令，然后讀取0x3C寄存器，按照解鎖指令和時序發(fā)送完指令后，可以讀取0x3C地址，如果 寄存器的最低位 bit0 如果返回為1，表明解鎖成功。 驅動測試波形如下。

解鎖成功后，就可以進行EEPROM的操作，更改參數(shù)，例如零點的校準角度，等等，這里就不在贅述。