AD5941BCPZ-RL7

高精度阻抗和 电化学前端 AD5940 能够快速上电和断电的模拟电路 可编程AFE序列器，最大程度地降低了主机控制器的工作 负载 6 kB SRAM，可对AFE序列进行预编程 超低功耗恒电势器通道：上电且所有其他模块处于休眠模式 时为6.5 μA的电流消耗 智能传感器同步和数据采集 传感器测量的精确周期控制 受控于序列器的的GPIOs 片内外设 SPI串行输入/输出 唤醒定时器 中断控制器 电源 电源电压：2.8 V至3.6 V 1.82 V输入/输出兼容 上电复位 集成已上电的低功耗DAC和恒电势器放大器的休眠模式， 以保持传感器偏置 封装和温度范围 3.6 mm × 4.2 mm、56引脚WLCSP 额定工作温度范围为−40°C 至+85°C 特性 模拟输入 16位、800 kSPS ADC 电压、电流和阻抗测量能力 内部和外部电流和电压通道 超低泄漏开关矩阵和输入多路复用器 输入缓冲器和可编程增益放大器 电压DACs 输出范围为0.2 V至2.4 V的双通道输出电压DAC 12位VBIAS0输出到偏置恒电势器 6位VZERO0输出到偏置TIA 超低功耗：1 μA 1个高速、12位DAC 传感器输出范围至：±607 mV 输出上具有2和0.05增益设置的可编程增益放大器 放大器、加速器和基准电压源 1个低功耗、低噪声恒电势器放大器，适合电化学检测中的 恒电势器偏置 1个低噪声、低功耗TIA，适合测量传感器电流输出 50 pA至3 mA范围 用于传感器输出的可编程负载和增益电阻 模拟硬件加速器 数字波形发生器 接收滤波器 复数阻抗测量(DFT)引擎 1个高速TIA，可以处理0.015 Hz至200 kHz的宽带宽输入 信号 数字波形发生器，用于生成正弦波和梯形波形 2.5 V和1.82 V内部基准电压源 降低系统级功耗 应用 电化学测量 电化学气体传感器 恒电势器/电流测量/伏安法/循环伏安法 生物阻抗应用 皮肤阻抗 人体阻抗 连续血糖监测 电池阻抗 简化功能框图 CURRENT CHANNELS VOLTAGE CHANNELS INTERNAL CHANNELS TEMPERATURE CHANNEL IMPEDANCE ENGINE AMPLIFIERS AND DAC WAVEFORM GENERATOR 16-BIT ADC DIGITAL FILTERS SLEEP/WAKEUP TIMER LDOs VOLTAGE REFERENCES ADC FIFO AND MMR DFT GPIOs DATA FIFO SEQUENCER INTERRUPTION GENERATOR SPI 16778-201 POTENTIOSTAT: AMPLIFIER AND DAC 图1. Rev. 0 Document Feedback Information furnished by Analog Devices is believed to be accurate and reliable. However, no responsibility is assumed by Analog Devices for its use, nor for any infringements of patents or other rights of third parties that may result from its use. Specifications subject to change without notice. No license is granted by implication or otherwise under any patent or patent rights of Analog Devices. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106 U.S.A. Tel: 781.329.4700 ©2019 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Technical Support www.analog.com/cn ADI 中文版数据手册是英文版数据手册的译文，敬请谅解翻译中可能存在的语言组织或翻译错误，ADI 不对翻译中存在的差异或由此产生的错误负责。如需确认任何词语的准确性，请参考 ADI 提供的最 新英文版数据手册。 AD5940 目录 特性.................................................................................................... 1 避免阻抗测量期间激励和测量频率之间的 应用.................................................................................................... 1 不一致性误差 ........................................................................... 41 简化功能框图 .................................................................................. 1 高速DAC校准选项................................................................... 42 修订历史 ........................................................................................... 3 高速DAC电路寄存器 .............................................................. 43 功能框图 ........................................................................................... 4 高速TIA电路.................................................................................. 46 概述.................................................................................................... 5 高速TIA配置 ............................................................................. 46 技术规格 ........................................................................................... 6 高速TIA电路寄存器 ................................................................ 48 ADC RMS噪声规格 ................................................................. 15 高性能ADC电路 ........................................................................... 50 SPI时序规格 .............................................................................. 15 ADC电路概述 ........................................................................... 50 绝对最大额定值............................................................................ 17 ADC电路图 ............................................................................... 50 热阻 ............................................................................................. 17 ADC电路特性 ........................................................................... 51 ESD警告 ..................................................................................... 17 ADC电路工作原理 .................................................................. 51 引脚配置和功能描述 ................................................................... 18 ADC转换函数 ........................................................................... 51 典型性能参数 ................................................................................ 20 ADC低功耗电流输入通道 ..................................................... 52 参考测试电路............................................................................ 22 选择ADC多路复用器的输入................................................. 52 工作原理 ......................................................................................... 23 ADC后处理 ............................................................................... 52 配置寄存器 ................................................................................ 23 内部温度传感器通道 .............................................................. 53 芯片标识 ......................................................................................... 26 Sinc2滤波器（50 Hz/60 Hz交流电源滤波器） ................. 53 标识寄存器 ................................................................................ 26 ADC校准 .................................................................................... 53 低功耗DAC .................................................................................... 27 ADC电路寄存器....................................................................... 54 低功耗DAC开关选项 .............................................................. 27 ADC校准寄存器....................................................................... 59 12位和6位输出之间的关系.................................................... 29 ADC数字后处理寄存器（可选） ........................................ 65 低功耗DAC应用场景 .............................................................. 29 ADC统计寄存器....................................................................... 66 低功耗DAC电路寄存器 .......................................................... 30 可编程开关矩阵 ........................................................................... 68 低功耗恒电势器............................................................................ 33 开关描述 .................................................................................... 68 低功耗TIA ...................................................................................... 34 休眠模式下的推荐配置 .......................................................... 68 低功耗TIA保护二极管............................................................ 34 控制所有开关的选项 .............................................................. 68 使用外部RTIA........................................................................... 34 可编程开关寄存器 ................................................................... 71 各种工作模式的推荐开关设置 ............................................. 34 精密基准电压源 ........................................................................... 81 低功耗TIA电路寄存器............................................................ 37 高功率和低功耗缓冲器控制寄存器—BUFSENCON ...... 81 高速DAC电路 ................................................................................ 40 序列器 ............................................................................................. 83 高速DAC输出信号生成 .......................................................... 40 序列器特性 ................................................................................ 83 高速DAC核心的功耗模式 ..................................................... 40 序列器概述 ................................................................................ 83 高速DAC滤波器选项 .............................................................. 40 序列器命令 ................................................................................ 83 高速DAC输出衰减选项 .......................................................... 41 序列器操作 ................................................................................ 85 高速DAC激励放大器 .............................................................. 41 序列器和FIFO寄存器.............................................................. 87 将来自高速DAC的交流信号耦合到低功耗DAC设置的直 流电平 ......................................................................................... 41 波形发生器 .................................................................................... 92 波形发生器特性 ....................................................................... 92 波形发生器操作 ....................................................................... 92 Rev. 0 | Page 2 of 130 AD5940 波形发生器与低功耗DAC配合使用 .................................... 92 数字输入/输出操作 ............................................................... 113 波形发生器寄存器 ................................................................... 93 GPIO寄存器 ............................................................................ 114 SPI接口............................................................................................ 96 系统复位....................................................................................... 117 概述 ............................................................................................. 96 模拟芯片复位寄存器 ............................................................ 117 SPI引脚 ....................................................................................... 96 功耗模式....................................................................................... 118 SPI工作原理 .............................................................................. 96 有效高功率模式(>80 kHz) ................................................... 118 命令字节 .................................................................................... 96 有效低功耗模式( 100 Ω. RTIA = 2 kΩ − (RLOAD − 100 Ω). 3 kΩ. If RLOAD ≤ 100 Ω, RTIA = (100 Ω − RLOAD) + 3 kΩ. If RLOAD > 100 Ω. RTIA = 3 kΩ − (RLOAD − 100 Ω). 4 kΩ. If RLOAD ≤ 100 Ω, RTIA = (100 Ω − RLOAD) + 4 kΩ. If RLOAD > 100 Ω. RTIA = 4 kΩ − (RLOAD − 100 Ω). 6 kΩ. If RLOAD ≤ 100 Ω, RTIA = (100 Ω − RLOAD) + 6 kΩ. If RLOAD > 100 Ω. RTIA = 6 kΩ − (RLOAD − 100 Ω). 8 kΩ. If RLOAD ≤ 100 Ω, RTIA = (100 Ω − RLOAD) + 8 kΩ. If RLOAD > 100 Ω. RTIA = 8 kΩ − (RLOAD − 100 Ω). 10 kΩ. If RLOAD ≤ 100 Ω, RTIA = (100 Ω − RLOAD) + 10 kΩ. If RLOAD > 100 Ω. RTIA = 10 kΩ − (RLOAD − 100 Ω). Rev. 0 | Page 38 of 130 访问类型 R R/W R/W R/W AD5940 位 [4:3] 2 1 0 位名称 设置 描述 1001 12kΩ。如果RLOAD ≤ 100Ω，则RTIA = (100Ω − RLOAD) + 12kΩ。如果RLOAD > 100Ω。 RTIA = 12kΩ − (RLOAD − 100Ω)。 1010 16kΩ。如果RLOAD ≤ 100Ω，则RTIA = (100Ω − RLOAD) + 16kΩ。如果RLOAD > 100Ω。 RTIA = 16kΩ − (RLOAD − 100Ω)。 1011 20kΩ。如果RLOAD ≤ 100Ω，则RTIA = (100Ω − RLOAD) + 20kΩ。如果RLOAD > 100Ω。 RTIA = 20kΩ − (RLOAD − 100Ω)。 1100 24kΩ。如果RLOAD ≤ 100Ω，则RTIA = (100Ω − RLOAD) + 24kΩ。如果RLOAD > 100Ω。 RTIA = 24kΩ − (RLOAD − 100Ω)。 1101 30kΩ。如果RLOAD ≤ 100Ω，则RTIA = (100Ω − RLOAD) + 30kΩ。如果RLOAD > 100Ω。 RTIA = 30kΩ − (RLOAD − 100Ω)。 1110 32kΩ。如果RLOAD ≤ 100Ω，则RTIA = (100Ω − RLOAD) + 32kΩ。如果RLOAD > 100Ω。 RTIA = 32kΩ − (RLOAD − 100Ω)。 1111 40kΩ。如果RLOAD ≤ 100Ω，则RTIA = (100Ω − RLOAD) + 40kΩ。如果RLOAD >100Ω。 RTIA = 40kΩ − (RLOAD − 100Ω)。 10000 48kΩ。如果RLOAD ≤ 100Ω，则RTIA = (100Ω − RLOAD) + 48kΩ。如果RLOAD > 100Ω。 RTIA = 48kΩ − (RLOAD − 100Ω)。 10001 64kΩ。如果RLOAD ≤ 100Ω，则RTIA = (100Ω − RLOAD) + 64kΩ。如果RLOAD > 100Ω。 RTIA = 64kΩ − (RLOAD − 100Ω)。 10010 85kΩ。如果RLOAD ≤ 100Ω，则RTIA = (100Ω − RLOAD) + 85kΩ。如果RLOAD > 100Ω。 RTIA = 85kΩ − (RLOAD − 100Ω)。 10011 96kΩ。如果RLOAD ≤ 100Ω，则RTIA = (100Ω − RLOAD) + 96kΩ。如果RLOAD > 100Ω。 RTIA = 96kΩ − (RLOAD − 100Ω)。 10100 100kΩ。如果RLOAD ≤ 100Ω，则RTIA = (100Ω − RLOAD) + 100kΩ。如果RLOAD > 100Ω。 RTIA = 100kΩ − (RLOAD − 100Ω)。 10101 120kΩ。如果RLOAD ≤ 100Ω，则RTIA = (100Ω − RLOAD) + 120kΩ。如果RLOAD > 100Ω。 RTIA = 120kΩ − (RLOAD − 100Ω)。 10110 128kΩ。如果RLOAD ≤ 100Ω，则RTIA = (100Ω − RLOAD) + 128kΩ。如果RLOAD > 100Ω。 RTIA = 128kΩ − (RLOAD − 100Ω)。 10111 160kΩ。如果RLOAD ≤ 100Ω，则RTIA = (100Ω − RLOAD) + 160kΩ。如果RLOAD > 100Ω。 RTIA = 160kΩ − (RLOAD − 100Ω)。 11000 196kΩ。如果RLOAD ≤ 100Ω，则RTIA = (100Ω − RLOAD) + 196kΩ。如果RLOAD > 100Ω。 RTIA = 196kΩ − (RLOAD − 100Ω)。 11001 256kΩ。如果RLOAD ≤ 100Ω，则RTIA = (100Ω − RLOAD) + 256kΩ。如果RLOAD > 100Ω。 RTIA = 256kΩ − (RLOAD − 100Ω)。 11010 512kΩ。如果RLOAD ≤ 100Ω，则RTIA = (100Ω − RLOAD) + 512kΩ。如果RLOAD > 100Ω。 RTIA = 512kΩ − (RLOAD − 100Ω)。 IBOOST 电流增强控制。 00 正常模式。 01 增加放大器输出级电流，以对外部电容负载快速充电。此设置适用于大电流传 感器。 10 TIA和PA总静态电流加倍并提高放大器带宽。此设置对诊断测试很有用。 11 TIA和PA总静态电流加倍并增加输出级电流。此设置会提高放大器带宽和输出电 流能力。 HALFPWR 半功率模式选择。此控制位可降低传感器通道0的TIA和PA的工作功耗。 0 正常模式（默认）。 1 PA和TIA电流减半。 PAPDEN PA关断。低功耗恒电势器关断控制位。 0 上电。 1 关断。 TIAPDEN TIA关断。低功耗TIA关断控制位。 0 上电。 1 关断。 Rev. 0 | Page 39 of 130 复位 访问类型 0x0 R/W 0x0 R/W 0x1 R/W 0x1 R/W AD5940 高速DAC电路 测量外部传感器的阻抗时，12位高速DAC会产生一个交流激 高功率模式 励信号。通过写入数据寄存器或使用自动波形发生器模块直 高功率模式可提高高速DAC放大器支持的带宽。当高速DAC 接控制DAC输出信号。高速DAC信号被馈送到激励放大器， 频率大于80 kHz时，应使用高功率模式。要进入高功率模式， 其专门设计用于将该交流信号耦合到传感器的正常直流偏 需要进行多次寄存器写操作。 置电压之上。 配置高速DAC为高功率模式时，请执行以下步骤： 高速DAC输出信号生成 1. 设置PMBW寄存器位0 = 1。功耗增加，但输出信号带宽 设置高速DAC的输出电压有两种方法： 提高到最大200 kHz。在高功率模式下，DAC和ADC的  系统时钟为32 MHz。 直接写入DAC码寄存器HSDACDAT。这是一个12位寄存 2. 器，其最高有效位(MSB)是符号位。写入0x800产生0 V  确保CLKSEL位[1:0]选择32 MHz时钟源。例如，要选择 输出，写入0x200产生负满量程，写入0xE00产生正满 内部高速振荡器，应设置CLKSEL位[1:0] (SYSCLKSEL) = 量程。 00。确保系统时钟分频比为1（CLKCON0位[5:0] = 0或 使用自动波形发生器。波形发生器可用来产生固定频 1）。 率、固定幅度信号，包括正弦波、梯形波和方波信号。 3. 如果选择内部高速振荡器作为系统时钟源，务必选择 32 MHz选项。清除HSOSCCON位2 = 0。 如果用户选择正弦波，则有用于调整输出信号的偏移 休眠模式 和相位的选项可用。 高速DAC核心的功耗模式 当AD5940进入休眠模式时，高速DAC电路的时钟关断以节 高 速 DAC 的 基 准 电 压 源 是 内 部 1.82 V 精 密 基 准 电 压 省功耗。当处于活动模式且未使用高速DAC时，应禁用时钟 （VREF_1V82引脚）。根据功耗与输出速度的取舍关系，高 以节省功耗。 速DAC有三种基本工作模式，低功耗模式、高功率模式和休 高速DAC滤波器选项 眠模式。不工作时，高速DAC也可以进入休眠模式。 高速DAC的输出级有一个可配置的重构滤波器。重构滤波器 低功耗模式 的配置取决于DAC的输出信号频率。 当高速DAC输出信号频率小于80 kHz时，使用低功耗模式。 PMBW寄存器的位[3:2]配置重构滤波器的3dB截止频率。应 配置高速DAC为低功耗模式时，请执行以下步骤： 确保该截止频率高于所需的DAC输出频率。 1. 清除PMBW寄存器（位0 = 0）。  2. 在此模式下，高速DAC和ADC的系统时钟为16 MHz。 3. 确保CLKSEL位[1:0] = 0，以选择16 MHz内部高频振荡器 得最佳性能。  如果DAC更新频率≤100 kHz，设置PMBW位[3:2] = 10可 获得最佳性能。 时钟源。确保系统时钟分频比为1（CLKCON0位[5:0] = 0  或1）。 如果DAC更新频率最高为250 kHz，设置PMBW位[3:2] = 11可获得最佳性能。 如果选择内部高速振荡器作为系统时钟源，务必选择 16 MHz选项。设置HSOSCCON位2 = 1。 DAC CODE DIRECT WAVEFORM GENERATOR VBIAS FROM LOW POWER DAC HIGH SPEED DAC RECONSTRUCTION FILTER PROGRAMMABLE GAIN AMPLIFIER VZERO FROM LOW POWER DAC 图20. 高速DAC模块 Rev. 0 | Page 40 of 130 + EXCITATION AMPLIFIER – OUTPUT D 16778-221 4. 如果DAC更新频率≤50kHz，设置PMBW位[3:2] = 01可获 AD5940 高速DAC输出衰减选项 VBIAS0 高速DAC输出端存在用于修改送至传感器的输出信号幅度 的缩放选项。经过任何衰减或增益之前，12位DAC串的输出 VZERO0 为±300 mV。在DAC输出端，增益为1或0.2。在PGA端，增 益选项为2或0.25。表28列出了可用的增益选项和相应的输 出电压范围。 高速DAC激励放大器 图21显示了激励放大器的操作及其与开关矩阵的连接。激励 放大器有四个输入：DACP、DACN、正(P)和负(N)。高速 DAC是差分输出DAC，正输入和负输入直接馈送到激励放 大器。这两个输出之间的电压差设置输出波形的峰峰值电 16778-015 BIAS VOLTAGE (UP TO 600mV) 图22. 传感器激励信号 将来自高速DAC的交流信号耦合到低功耗DAC设置 的直流电平 AD5940包含一个低功耗恒电势器通道，用于配置电化学传 感器。正常操作中，传感器RE0和SE0电极之间的偏置电压 由低功耗DAC输出VBIAS0和VZERO0设置，其中VBIAS0设置恒电势 器的偏置和CE0引脚上的电压。VZERO0设置低功耗TIA和SE0 引脚上的偏置电压。不使用高速DAC电路。但是，对于交 压。P和N输入通过提供来自传感器的反馈路径来维持激励 流阻抗测量，激励放大器的输出必须连接到CE0引脚。恒电 放大器的稳定性，并设置高速DAC输出的共模电压。在正 势器必须断开连接，以便整个信号来自激励放大器输出。高 常情况下，共模由连接到N输入的VZERO0输出设置。还可以 速TIA连接到SE0引脚，低功耗TIA断开连接。然后，传感器 选择对传感器施加直流偏置电压，并将交流信号耦合到该偏 偏置必须通过高速TIA和激励放大器设置。 置电压上，如图22所示。 要设置传感器偏置，请执行以下步骤： 有一个选项可在传感器的反电极和感应电极之间提供偏置 电压，如果需要的话。VBIAS0设置反电极上的电压（高速DAC 1. 输入（HSTIACON位[1:0] = 01），以设置SE0引脚或 的共模电压），VZERO0设置感应电极上的电压。VZERO0必须连 任何通过开关矩阵连接到高速TIA反相输入的引脚上 接到高速TIA的正端（HSTIACON位[1:0] = 01）。还必须通 过设置AFECON位21来使能DAC的直流缓冲器。采用这种配 置便可生成波形，如图22所示。传感器两端的偏置实际上是 低功耗DAC的VZERO0 输出必须连接到高速TIA的同相 的电压。 2. 必须使能DAC直流缓冲器（AFECON位21 = 1）。图21 VBIAS0和VZERO0之间的差值。 显示了直流缓冲器与激励放大器的连接。这些缓冲器 请注意，高速DAC信号链绝不能与低功耗TIA一起使用。否 放大器和高速TIA。 使得低功耗DAC输出能将所需的偏置电压驱动到激励 则，高速DAC可能变得不稳定，导致测量不正确。 + – 直流偏置就是VBIAS0和VZERO0之间的差值。 在阻抗测量期间避免激励和测量频率之间的不一致 性误差 R DACP PGA R DACN RCF 12-BIT DAC 建议采用以下设置以避免阻抗测量期间激励和测量频率之 间出现不一致性误差： P + – 2R – + V BIAS0_PIN AFECON[21] N + – 2R – +  Hanning窗口始终开启（DFTCON位0 = 1）。  在 低 功 耗 模 式 下 ， 高 速 DAC 更 新 速 率 为 16 MHz/7 （HSDACCON位[8:1] = 0x1B）。在高功率模式下，高 V ZERO0_PIN 速DAC更新速率为32 MHz/7（HSDACCON位[8:1] = DAC DC BUFFERS 16778-014 SWITCH MATRIX D 3. 图21. 高速DAC激励放大器 0x7）。  在低功耗模式下，ADC采样速率为800 kSPS（高频振荡器 = 16 MHz）。在高功率模式下，ADC采样速率为1.6 MSPS （高频振荡器 = 32 MHz）。 Rev. 0 | Page 41 of 130 AD5940 请注意，禁用Hanning窗口可能会导致性能下降。 增益校准是可选的，用于调整峰峰值电压摆幅。另外，通过 高速DAC校准选项 更改最大和/或最小DAC码也可以调整电压摆幅。 ADI公司在生产测试期间未对高速DAC进行校准。本部分介 高速DAC转换函数如图23所示。图24显示了如何通过高速 TIA的同相输入设置共模电压。该电压必须由低功耗DAC 绍针对所有增益设置以及高功率和低功耗模式校准高速 VZERO0输出或内部1.11 V ADC VBIAS0电压设置。 DAC的步骤。 DAC CODES 如果需要DAC来生成传感器的激励信号，则应校准高速 OUTPUT VOLTAGE 0xE00 (POSITIVE FULL SCALE) DAC。如果激励信号存在偏置误差，并且需要测量电流或 DAC VOLTAGE = COMMON-MODE VOLTAGE POSITIVE FULL SCALE 电压输出，则激励信号可能超过所选TIA、ADC输入缓冲器 或PGA设置的裕量。 0x800 (ZERO SCALE) OFFSET ERROR DAC VOLTAGE = COMMON-MODE VOLTAGE 图24显示了高速DAC校准的电路图。RCAL0引脚和RCAL1 0x200 (NEGATIVE FULL SCALE) 阻上测得的差分电压必须为0 V。 使用所需的位设置（HSDACCON位12和位0）校准高速DAC。 DAC VOLTAGE = COMMON-MODE VOLTAGE NEGATIVE FULL SCALE 图23. 高速DAC转换函数 例如，如果使用HSDACCON位12 = 0且HSDACCON位0 = 0 AD5940软件开发套件包括了一些功能示例，演示如何使用 来校准DAC，而用户将HSDACCON位12更改为1，则会引入 ADC测量RCAL电阻两端的差分电压，以及如何调整相应的 偏置误差。针对新的输出范围，必须重新校准DACOFFSET 校准寄存器，直到差分电压约等于0 V。AD5940软件开发套 寄存器或DACOFFSETHS寄存器。 件可从AD5940产品页面下载。 PMBW[0] DACOFFSET DACOFFSETHS fC = 50kHz/100kHz/ RCAL0 D EXCITATION AMP – 250kHz VZERO MUX 1.0V HSDACCON[0] 0 1 DACGAIN HSDACDAT[11:0] 0.2V DAC CLK ADC MEASURES DIFFERENTIAL VOLTAGE BETWEEN P-NODES AND N-NODES TO CALIBRATE DAC HSTIACON[1:0] VBIAS_CAP (1.11V) DACOFFSETATTEN DACOFFSETATTENHS RCF G = 1 OR 0.25 HSDACCON [12] NEGATIVE NODE 0 1 SETS COMMON-MODE VOLTAGE POSITIVE NODE NEGATIVE NODE ADC MUX TO ADC + HSTIA – 16778-017 RCAL1 0 1 HIGH SPEED DAC PGA N RCAL PMBW[0] VREF_1V82 G = 1 OR G = 0.2 HSDACCON[0] P + 16778-016 引脚之间需要一个精密外部电阻RCAL。要校准偏移，RCAL电 图24. 高速DAC校准 Rev. 0 | Page 42 of 130 AD5940 高速DAC电路寄存器 表24. 高速DAC控制寄存器汇总 地址 0x00002010 0x00002048 名称 HSDACCON HSDACDAT 描述 高速DAC配置 高速DAC码寄存器 复位 0x0000001E 0x00000800 访问类型 R/W R/W 高速DAC配置寄存器—HSDACCON 地址0x00002010，复位：0x0000001E；名称：HSDACCON 表25. HSDACCON寄存器位功能描述 位 位名称 [31:13] 保留 12 INAMPGNMDE 设置 0 1 [11:9] [8:1] 保留 速率 0 ATTENEN 0 1 描述 保留。 激励放大器增益控制。此位选择激励放大器的增益。 增益 = 2。 增益 = 0.25。 保留。 DAC更新速率。DAC更新速率= ACLK/HSDACCON位[8:1]。ACLK可以是16 MHz 或32 MHz的高速振荡器，也可以是32 kHz的低功耗振荡器。 PGA级增益衰减。使能DAC输出端的PGA衰减器。 禁用DAC衰减器。1倍增益模式。 使能DAC衰减器。0.2倍增益模式。 复位 0x0 0x0 访问类型 R R/W 0x0 0xF R/W R/W 0x0 R/W 复位 0x0 0x800 访问类型 R R/W 高速DAC码寄存器—HSDACDAT 地址0x00002048，复位：0x00000800；名称：HSDACDAT 表26. HSDACDAT寄存器位功能描述 位 位名称 [31:12] 保留 [11:0] DACDAT 设置 描述 保留。 DAC码，直接写入DAC。最小码为0x200，最大码为0xE00。中间电平(0x800) 对应于0 V输出电压。 表27. 高速DAC校准寄存器汇总 地址 0x00002230 0x00002260 0x00002264 0x00002268 0x000022B8 0x000022BC 名称 CALDATLOCK DACGAIN DACOFFSETATTEN DACOFFSET DACOFFSETATTENHS DACOFFSETHS 描述 校准数据锁定寄存器 DAC增益寄存器 使能衰减器（低功耗模式）的DAC偏移寄存器 禁用衰减器（低功耗模式）的DAC偏移寄存器 使能衰减器（高速模式）的DAC偏移寄存器 禁用衰减器（高速模式）的DAC偏移寄存器 复位 0xDE87A5A0 0x00000800 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 访问类型 R/W R/W R/W R/W R/W R/W 表28. 高速DAC校准寄存器分配 低功耗模式 DACOFFSET DACOFFSET DACOFFSETATTEN DACOFFSETATTEN 相关校准寄存器 高速模式 DACOFFSETHS DACOFFSETHS DACOFFSETATTENHS DACOFFSETATTENHS 低功耗模式和高速模式 DACGAIN DACGAIN DACGAIN DACGAIN HSDACCON寄存器位设置 位12 = 0且位0 = 0 位12 = 1且位0 = 0 位12 = 1且位0 = 1 位12 = 0且位0 = 1 Rev. 0 | Page 43 of 130 典型输出范围(mV)， 码0x200至码0xE00 ±607 ±75 ±15.14 ±121.2 AD5940 校准数据锁定寄存器—CALDATLOCK 地址0x00002230，复位：0xDE87A5A0；名称：CALDATLOCK 表29. CALDATLOCK寄存器位功能描述 位 [31:0] 位名称 说明 设置 描述 校准数据寄存器的密码。此密码可防止校准阶段后覆盖数据。 0xDE87A5AF 写入此值可解锁校准寄存器。 复位 0xDE87A5A0 访问类型 R/W DAC增益寄存器—DACGAIN 地址0x00002260，复位：0x00000800；名称：DACGAIN 受CALDATLOCK保护。对HSDACCON位12和HSDACCON位0的所有设置都有效。 表30. DACGAIN位功能描述 位 [31:12] [11:0] 位名称 保留 Value 设置 描述 保留。 高速DAC增益校正系数。无符号数。 0x000 发生最大负增益调整。 0x800 无增益调整。 0xFFF 发生最大正增益调整。 复位 0x0 0x800 访问类型 R R/W 使能衰减器（低功耗模式）的DAC偏移寄存器—DACOFFSETATTEN 地址0x00002264，复位：0x00000000；名称：DACOFFSETATTEN HSDACCON的LSB调整典型值为4.9μV。位12 = 1且HSDACCON位0 = 1。HSDACCON位12 = 1且HSDACON位0 = 0时，LSB调整 典型值为24.7μV。 表31. DACOFFSETATTEN位功能描述 位 [31:12] [11:0] 位名称 保留 Value 设置 0x7FF 0x001 0x000 0xFFF 0x800 描述 保留。 DAC偏移校正系数。此值是以二进制补码格式表示的带符号数， 精度为0.5 LSB。使能衰减器时使用。 210 − 0.5最大正调整，产生正满量程/2 − 0.5 LSB调整。 0.5。产生0.5 LSB调整。 0。无偏移调整。 −0.5。产生−0.5 LSB调整。 −210最大负调整，产生负满量程/2调整。 复位 0x0 0x0 访问类型 R R/W 禁用衰减器（低功耗模式）的DAC偏移寄存器—DACOFFSET 地址0x00002268，复位：0x00000000；名称：DACOFFSET HSDACCON位12 = 0且HSDACCON位0 = 0时，LSB调整典型值为197.7μV。HSDACCON位12 = 0且HSDACCON位0 = 1时，LSB 调整典型值为39.5μV。 表32. DACOFFSET寄存器位功能描述 位 [31:12] [11:0] 位名称 保留 Value 设置 0x7FF 0x001 0x000 0xFFF 0x800 描述 复位 保留。 0x0 DAC偏移校正系数。此值是以二进制补码格式表示的带符号数，精度为0.5 0x0 LSB。禁用衰减器时使用。 210 − 0.5最大正调整，产生正满量程/2 − 0.5 LSB调整。 0.5。产生0.5 LSB调整。 0。无偏移调整。 −0.5。产生−0.5 LSB调整。 −210最大负调整，产生负满量程/2调整。 Rev. 0 | Page 44 of 130 访问类型 R R/W AD5940 使能衰减器（高速模式）的DAC偏移寄存器—DACOFFSETATTENHS 地址0x000022B8，复位：0x00000000；名称：DACOFFSETATTENHS 受CALDATLOCK保护。HSDACCON位12 = 1且HSDACCON位0 = 1时，LSB调整典型值为4.9μV。HSDACCON位12 = 1且 HSDACCON位0 = 0时，LSB调整典型值为24.7μV。 表33. DACOFFSETATTENHS寄存器位功能描述 位 [31:12] [11:0] 位名称 保留 Value 设置 0x7FF 0x001 0x000 0xFFF 0x800 描述 复位 保留。 0x0 DAC偏移校正系数。此值是以二进制补码格式表示的带符号数，精度为0.5 0x0 LSB。使能衰减器时使用。 210 − 0.5最大正调整，产生正满量程/2 − 0.5 LSB调整。 0.5。产生0.5 LSB调整。 0。无偏移调整。 −0.5。产生−0.5 LSB调整。 −210最大负调整，产生负满量程/2调整。 访问类型 R R/W 禁用衰减器（高速模式）的DAC偏移寄存器—DACOFFSETHS 地址0x000022BC，复位：0x00000000；名称：DACOFFSETHS 受CALDATLOCK保护。HSDACCON位12 = 0且HSDACCON位0 = 0时，LSB调整典型值为197.7μV。HSDACCON位12 = 0且 HSDACCON位0 = 1时，LSB调整典型值为39.5μV。 表34. DACOFFSETHS位功能描述 位 [31:12] [11:0] 位名称 保留 Value 设置 0x7FF 0x001 0x000 0xFFF 0x800 描述 复位 保留。 0x0 DAC偏移校正系数。此值是以二进制补码格式表示的带符号数，精度为0.5 0x0 LSB。禁用衰减器时使用。 210 − 0.5最大正调整，产生正满量程/2 − 0.5 LSB调整。 0.5。产生0.5 LSB调整。 0。无偏移调整。 −0.5。产生−0.5 LSB调整。 −210最大负调整，产生负满量程/2调整。 Rev. 0 | Page 45 of 130 访问类型 R R/W AD5940 高速TIA电路 N6 NL TR1 高速TIA的输出连接到主ADC多路复用器，此输出可编程为 HIGH SPEED TRANSIMPEDANCE AMPLIFIER HSTIA + OUTPUT T1 ADC输入通道。 T2 T3 该模块设计为配合高速DAC和激励放大器使用以进行阻抗 T4 Tx/TR1 SWITCHES 测量。 高速TIA配置 SE0 AIN0 AIN1 AIN2 AIN4 默认情况下禁用高速TIA，设置AFECON[11] = 1可将其开 启。高速TIA的可编程灵活性已内置于输入信号选择、增益 – T5 HSRTIACON[3:0] RTIA RLOAD02 T9 T10 RLOAD_DE0 DE0  SE0输入引脚。  AIN0、AIN1、AIN2和AIN3/BUF_VREF1V8输入引脚。  DE0输入引脚，具有自己的RLOAD/RTIA选项且可由用户 CTIA DE0RESCON[7:0] SWITCH AND RLOAD CONTROLLED BY DE0RESCON[7:0] 输入信号选项如下： SW6 TIA INPUT HSRTIACON[4] RTIA_DE0 电阻选择、输入负载电阻选择和共模电压源中。 输入信号选择 HSRTIACON[12:5] 16778-018 高速TIA可测量高达200 kHz的宽带宽输入信号。 图25. 高速TIA开关 外部RTIA选择 高速TIA允许选择外部增益电阻来取代内部RTIA增益选项。 编程。 为此，须将电阻的一端连接到DE0引脚，将另一端连接到 增益电阻选择 AIN0、AIN1、AIN2或AIN3/BUF_VREF1V8。DE0引脚必须 增益电阻(RTIA)选项对于DE0输入为50Ω至160kΩ，对于所有 连接到高速TIA的输出。 其他输入引脚为200Ω至160kΩ。 要将DE0引脚用于外部RTIA值，应设置以下寄存器值： 负载电阻选择  DE0RESCON = 0x97。 负载电阻(RLOAD)选项如下：  HSRTIACON位[3:0] = 0xF。  对于SE0和AFE3，RLOAD02和RLOAD04固定为100Ω。 AIN0、AIN1、AIN2或AIN3/BUF_VREF1V8（电阻所连接的  对于DE0引脚，RLOAD是可编程的。用户可以选择0Ω、 引脚）必须连接到高速TIA的反相输入（参见“可编程开关 10Ω、30Ω、50Ω和100Ω的值。 矩阵”部分）。当DE0RESCON = 0x97时，RLOAD_DE0和RTIA_DE0 电阻短路，这意味着外部RTIA直接连接到高速TIA的输出。 AIN1 的。配置选项如下： T2 内部1.11 V基准电压源，与VBIAS_CAP引脚电压相同。  低功耗DAC输出(VZERO0)。 T4 T5 T9 EXTERNAL RTIA DE0引脚上有额外的负载和增益电阻RLOAD_DE0和RTIA_DE0。 – HSRTIACON[3:0] RTIA HSRTIACON[12:5] T10 DE0 HSTIA OUTPUT + T3  图25显示了高速TIA与开关矩阵和外部引脚的连接。注意 HIGH SPEED TRANSIMPEDANCE AMPLIFIER T1 高速TIA放大器正输入端的高速TIA共模电压设置是可配置 RLOAD_DE0 DE0RESCON[7:0] CTIA DE0RESCON DE0RESCON[7:0] 图26. 外部RTIA连接到高速TIA Rev. 0 | Page 46 of 130 16778-227 共模电压选择 AD5940 表35. DE0输入上的高速TIA电阻选项 DE0RESCON位[7:0]设置 0x00 0x18 0x38 0x58 0x60 0x68 0x70 0x78 0x80 0x88 0x9 0x21 0x39 0x59 0x61 0x69 0x71 0x79 0x81 0x89 0x12 0x2A 0x4A 0x5A 0x62 0x6A 0x72 0x7A 0x82 0x8A 0x1B 0x33 0x4B 0x5B 0x63 0x6B 0x73 0x7B 0x83 0x8B 0x34 0x3C 0x54 0x5C 0x64 0x6C 0x74 0x7C 0x84 0x8C RLOAD_DE0电阻值(Ω) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 Rev. 0 | Page 47 of 130 RTIA_DE0电阻值 50Ω 100Ω 200Ω 1.1kΩ 5.1kΩ 10.1kΩ 20.1kΩ 40.1kΩ 80.1kΩ 160.1kΩ 50Ω 100Ω 190Ω 1.09kΩ 5.09kΩ 10.09kΩ 20.09kΩ 40.09kΩ 80.09kΩ 160.09kΩ 50Ω 100Ω 210Ω 1.07kΩ 5.07kΩ 10.07kΩ 20.07kΩ 40.07kΩ 80.07kΩ 160.07kΩ 50Ω 100Ω 190Ω 1.05kΩ 5.05kΩ 10.05kΩ 20.05kΩ 40.05kΩ 80.05kΩ 160.05kΩ 50Ω 100Ω 200Ω 1kΩ 5kΩ 10kΩ 20kΩ 40kΩ 80kΩ 160kΩ AD5940 高速TIA电路寄存器 表36. 高速TIA寄存器汇总 地址 0x000020F0 0x000020F8 0x000020FC 名称 HSRTIACON DE0RESCON HSTIACON 描述 高速RTIA配置 DE0高速TIA电阻配置 高速TIA配置 复位 0x0000000F 0x000000FF 0x00000000 访问类型 R/W R/W R/W 高速RTIA配置寄存器—HSRTIACON 地址0x000020F0，复位：0x0000000F；名称：HSRTIACON 此寄存器控制高速RTIA、电流保护二极管和反馈电容 表37. HSRTIACON寄存器位功能描述 位 [31:13] [12:5] 位名称 保留 CTIACON 设置 0 1 10 100 1000 10000 100000 1000000 4 TIASW6CON 0 1 [3:0] RTIACON 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000至1111 描述 保留。 配置与RTIA并联的电容。该电容用于稳定放大器环路。此位设置时， 会增加与RTIA电阻并联的电容。 1 pF。 2 pF。 4 pF。 8 pF。 16 pF。 2 pF。 未使用。 未使用。 SW6开关控制。使用SW6开关选择是否将二极管与RTIA并联使用。 SW6断开，二极管不与RTIA并联。 SW6接通，二极管与RTIA并联。 配置一般RTIA值。要使用此RTIA电阻，须闭合T9开关（SWCON位17） 并断开T10开关（SWCON位17）。 RTIA = 200Ω。 RTIA = 1kΩ。 RTIA = 5kΩ。 RTIA = 10kΩ。 RTIA = 20kΩ。 RTIA = 40kΩ。 RTIA = 80kΩ。 RTIA = 160kΩ。 RTIA断开。 复位 0x0 0x0 访问类型 R R/W 0x0 R/W 0xF R/W DE0高速TIA电阻配置寄存器—DE0RESCON 地址0x000020F8，复位：0x000000FF；名称：DE0RESCON 表38. DE0RESCON寄存器位功能描述 位 [31:8] [7:0] 位名称 保留 DE0RCON 设置 描述 保留。 RLOAD_DE0和RTIA_DE0设置。要使用此RLOAD_DE0和RTIA_DE0设置，须断开T9开关， 闭合T10开关，并设置RTIA电阻值（参见表35）。 Rev. 0 | Page 48 of 130 复位 0x0 0xFF 访问类型 R R/W AD5940 高速TIA配置寄存器—HSTIACON 地址0x000020FC，复位：0x00000000；名称：HSTIACON 表39. HSTIACON寄存器位功能描述 位 [31:2] [1:0] 位名称 设置 保留 VBIASSEL 00 01 10 11 描述 保留。 选择高速TIA正输入。 VBIAS_CAP引脚1.11 V电压源。 VZERO0输出来自低功耗DAC。 保留。 保留。 Rev. 0 | Page 49 of 130 复位 0x0 0x0 访问类型 R R/W AD5940 高性能ADC电路 ADC电路概述 ADC采用精密、低漂移、工厂校准的1.82 V基准电压源。也 AD5940是一款16位、800 kSPS、多通道SAR ADC。该ADC 可以将外部基准电压源连接到VREF_1V8引脚。 采用2.8 V至3.6 V电源供电。主机微控制器通过序列器或直 通过SPI接口直接写入ADC控制寄存器，或通过序列器写入 接通过SPI接口与ADC连接。 ADC控制寄存器，均可触发ADC转换。 超低泄漏开关矩阵用于连接传感器连接，并且还可用于将多 ADC电路图 个电子测量器件复用到相同的可穿戴设备电极。 图27显示了ADC内核架构。图27不包括输入缓冲、增益级和 输出后处理。 IN+ MSB 32,768C SWITCHES CONTROL SW+ LSB 16,384C 4C 2C C C BUSY REF CONTROL LOGIC COMP GND 32,768C 4C 16,384C C 2C OUTPUT CODE C LSB SW– CNV 16778-019 MSB IN– 图27. ADC内核框图（IN+、REF、GND和IN-为内部节点） VZERO + LPTIA0 – RLPF AIN4/ LPF0 RTIA + HSTIA – RTIA VOLTAGE INPUTS: AIN0 TO AIN6 VOLTAGE INPUTS: DE0, SE0, CE0, RE0, VZERO0, VBIAS0 FRONT‐END BUFFER ADC INPUT MUX + – + – PGA – + ADC PREBUFFER GAIN = 1/1.5/2/4/9 SECONDORDER ANTIALIAS FILTER – + 16-BIT ADC 800kSPS/ 1600kSPS POSTPROCESSING BLOCKS: OFFSET/GAIN CALIBRATION, DIGITAL FILTERS (SINC3/SINC2) VOLTAGE INPUTS: HIGH SPEED DAC EXCITATION AMP, POSITIVE AND NEGATIVE NODES VOLTAGE INPUTS: INTERNAL CHANNELS: TEMP SENSORS, INTERNAL VREFERENCES POWER SUPPLY VOLTAGES 16778-229 SE0 图28. ADC输入通道基本框图 Rev. 0 | Page 50 of 130 AD5940 ADC电路特性 为了支持一系列基于电流和电压的输入范围，ADC前端提 供PGA和TIA。PGA支持1、1.5、2、4和9倍的增益。低功耗 位于高速多通道16位ADC前面的输入多路复用器支持测量 TIA支持200Ω至512kΩ的可编程增益电阻。用于阻抗测量的 多个外部和内部通道。这些通道包括如下内容：  高速TIA支持200Ω至160kΩ的可编程增益电阻。 两个低功耗电流测量通道。这些通道通过SE0引脚或 默认情况下，ADC的基准源是内部精密低漂移1.82 V基准电 DE0引脚测量所连接传感器的低电流输出。电流通道馈 压源。可选择将外部基准电压源连接至VREF_1.82V引脚和 入可编程负载电阻。    一个低功耗TIA。低功耗TIA有自己的可编程增益电阻， AGND_REF引脚。 可将非常小的电流转换为可由ADC测量的电压信号。 ADC支持均值和数字滤波选项。用户可以使用这些选项来 低功耗电流通道可配置为在有或无低通滤波器的情况 权衡速度与精度。不采用数字滤波时，正常模式下的最高 下进行采样。 ADC更新速率为800 kHz，高速模式下为1.6 MHz。ADC滤波 一个高速电流输入通道，用于执行高达200 kHz的阻 选项还包括50 Hz/60 Hz交流电源滤波器。使能此滤波器后， 抗测量。高速电流通道具有专用高速TIA和可编程增 ADC更新速率典型值为900 Hz。 益电阻。 ADC支持多种后处理功能，包括用于阻抗测量的DFT引擎， 多个外部电压输入。  目的是消除主机微控制器的处理要求。它还支持最小值、最 六个专用电压输入通道：AIN0、AIN1、AIN2、 大值和平均值检测。 AIN3/BUF_VREF1V8、AIN4/LPF0和AIN6。    ADC电路工作原理 传感器电极引脚SE0、DE0、RE0和CE0也可以作为 ADC电压引脚进行测量。CE0引脚提供“除2”选 SAR ADC基于电荷再分配型DAC。容性DAC包含两个相同的 项（VCE0/2）。 16位二进制加权电容阵列，分别连接到比较器的两个输入端。 内部ADC通道。  AVDD、DVDD和AVDD_REG电源测量通道。  ADC、高速DAC和低功耗基准电压源。  内部芯片温度传感器。  两个低功耗DAC输出电压VBIAS0和VZERO0。 正常操作时，ADC模块采用16 MHz时钟工作，采样速率为 800 kSPS。后处理sinc3和sinc2滤波器会降低此输出采样率。 建议使用sinc3过采样率4，相应的输出数据速率为200 kSPS。 对于高功率模式，必须选择32 MHz振荡器作为ADC时钟源。 ADC最大更新速率为1.6 MSPS，此时功耗较高，仅80 kHz ADC结果后处理功能。  数字滤波器（sinc2和sinc3）和50 Hz/60 Hz电源抑 以上的阻抗测量才需要。 制。sinc2和sinc3滤波器具有可编程过采样率，允 ADC转换函数 许用户权衡转换速度与噪声性能。  图29中的转换函数显示了y轴上的ADC输出码与ADC中差 离散傅里叶变换(DFT)，与阻抗测量一起使用，可 分电压的关系。 自动计算幅度和相位值。   可编程的ADC结果均值可分离sinc2和sinc3滤波器。 在图29中，ADC负输入通道为1.11 V电压源。  可编程统计选项，用于自动计算均值和方差。 正输入通道为TIA或PGA和/或输入缓冲级之后到ADC的任 多种校准选项，支持电流、电压和温度通道的系统 何电压输入。 校准。 ADC输入级提供输入缓冲器，支持所有通道上的低输入电 流泄漏规格。 Rev. 0 | Page 51 of 130 AD5940 RLOAD RLPF RTIA 0x8000 AIN4/ LPF0 16778-022 16-BIT ADC HEX CODE SE0 + LPTIA – ADC MUX VZERO 0xFFFF 0xC000 0x4000 0.2V 1.1V 2.0V 16778-021 0x0000 图30. ADC的低功耗TIA电流输入通道 选择ADC多路复用器的输入 为优化ADC操作，以下是基于测量类型的推荐多路复用器 图29. 理想ADC转换函数，输出码与电压输入的关系 输入： 使用下式计算输入电压VIN：  其中：  PGA_G为PGA增益，可选择1、1.5、2、4或9。 ADCDAT为ADCDAT寄存器中的原始ADC码。 VBIAS_CAP为VBIAS_CAP引脚的电压，典型值为1.11 V。  ADC低功耗电流输入通道 图30显示了低功耗TIA输入电流通道。ADC测量低功耗TIA  的输出电压。 正输入可以通过ADCCON位[5:0]选择。负输入通常选择1.11 V 基 准 电 压 源 。 要 实 现 此 选 择 ， 须 对 VBIAS_CAP 设 置 电压测量  正多路复用器选择 = CE0、RE0、SE0、DE0和AINx  负多路复用器选择 = VBIAS_CAP引脚 低功耗TIA上的直流电流测量  正多路复用器选择 = 低功耗TIA的低通滤波器  负多路复用器选择 = LPTIA_N节点 低功耗TIA上的交流或更高带宽电流测量  正多路复用器选择 = LPTIA_P节点  MUXSEL_N = LPTIA_N节点 高速TIA上的电流和阻抗测量  MUXSEL_P = 高速TIA输出  MUXSEL_N = 高速TIA负输入 ADCCON位[12:8] = 01000。 ADC后处理 可以选择可编程增益级来放大正电压输入。仪表放大器通过 AD5940提供了多种数字滤波和均值选项，用以提高信噪 AFECON位10使能。增益设置通过ADCCON位[18:16]配置。 比性能和整体测量精度。图31显示了后处理滤波器选项的 概览。 增益级的输出经过一个抗混叠滤波器。抗混叠滤波器的截 止频率由PMBW位[3:2]设置。设置截止频率以适应输入信 处理滤波器选项包括如下内容： 号带宽。  数字滤波（sinc2或sinc3）和50 Hz或60 Hz电源抑制。 ADC输出码使用偏移和增益校正系数进行校准。此数字调  DFT与阻抗测量一起使用以自动计算幅度和相位值。 整系数自动产生。使用的偏移和增益校正寄存器取决于所选  可编程ADC结果均值。 的ADC输入通道。  可编程统计选项，用于自动计算均值和方差。 有关如何配置RLOAD、RTIA和RFILTER电阻值的详细信息，参见 Sinc3滤波器 “低功耗TIA”部分。低功耗TIA输出有一个低通滤波器， sinc3滤波器的输入是原始ADC码，速率为800 kHz（若选择 其由RFILTER和连接到AIN4/LPF0引脚的外部电容组成。RFILTER 16 MHz振荡器）或1.6 MHz（若选择32 MHz振荡器）。要使 典型值为1 MΩ，外部电容建议为1μF，从而提供低截止频率。 能sinc3滤波器，应确保ADCFILTERCON位6 = 0。滤波器抽 取率可编程，选项为2、4或5。建议使用值为4的抽取率。 增益校正模块默认使能，不是用户可编程的。 Rev. 0 | Page 52 of 130 AD5940 内部温度传感器通道 sinc2滤波器输出。输入速率取决于sinc3和sinc2设置。如果 AD5940内置温度传感器通道。 选择，sinc2滤波器输出可以通过SINC2DAT寄存器读取。表 40列出了同时支持50 Hz或60 Hz交流电源抑制的数字滤波 温度传感器输出一个与芯片温度成比例的线性电压。 器设置。 为了提高精度，温度传感器可以通过TEMPSENS位[3:1]配置 ADC校准 为斩波模式。如果选择斩波，应确保温度传感器通道上发生 AD5940有多种输入类型（例如电流、电压和温度），因此 偶数次ADC转换。必须对这些结果进行平均。 有多种偏移和增益校准选项。内置的自校准系统用于帮助用 温度传感器通道还有专用校准寄存器，ADC会自动使用该 户校准不同的ADC输入通道，AD5940软件开发套件中包含 寄存器。 该系统。 SINC2滤波器（50 Hz/60 Hz交流电源滤波器） 要使能50 Hz或60 Hz陷波滤波器来滤除交流电源噪声，须设 置ADCFILTERCON位4 = 0且AFECON位16 = 1。其输入为 表40. 数字滤波器设置支持50 Hz/60 Hz交流电源同时抑制 ADCFILTERCON位 [13:8]值 010111 011011 011011 功耗模式（PMBW位0） 0（低功耗模式） 0（低功耗模式） 1（高功率模式） ADCFILTER CON[13:12] ADCFILTER CON[6] Sinc3过采样设置 2 2 2 ADCFILTER CON[11:8] 最终ADC输出更新速率 (SPS) 600 300 600 Sinc2过采样设置 667 1333 1333 ADCFILTERCON [4] DATAFIFO_SINC3 DATAFIFO_SINC2 1.6MHz 0.8MHz ADCFILTER CON[0] STATSCON [6:4] MUX 50Hz/60Hz NOTCH MUX SINC2 FILTER CONFIGURABLE OSR MUX ADC GAIN AND OFFSET DATAFIFO_VAR/ MEAN DFTCON[21:20] DFT 2 TO 16,384 POINT AFECON[15] DATAFIFO_DFT AVG 2/4/8/16 ADCFILTERCON [15:14] DFTCON[7:4] ADCFILTER CON[7] HANNING DFTCON[0] DFT_CORDIC 图31. 后处理滤波器选项 Rev. 0 | Page 53 of 130 DATA FIFO 16778-023 MUX SINC3 FILTER OSR5/4/2 MUX ADC STATISTICS AD5940 ADC电路寄存器 表41. ADC控制寄存器汇总 地址 0x00002044 0x00002074 0x00002078 0x0000207C 0x00002080 0x00002084 0x000020D0 0x00002174 0x000021A8 0x000021F0 0x0000238C 名称 ADCFILTERCON ADCDAT DFTREAL DFTIMAG SINC2DAT TEMPSENSDAT DFTCON TEMPSENS ADCCON REPEATADCCNV ADCBUFCON 描述 ADC输出滤波器配置寄存器 ADC原始结果寄存器 DFT结果实部器件寄存器 DFT结果虚部器件寄存器 Sinc2滤波器结果寄存器 温度传感器结果寄存器 DFT配置寄存器 温度传感器配置寄存器 ADC配置寄存器 重复ADC转换控制寄存器 ADC缓冲器配置寄存器 复位 0x00000301 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000090 0x00000000 0x00000000 0x00000160 0x005F3D00 访问类型 R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W ADC输出滤波器配置寄存器—ADCFILTERCON 地址0x00002044，复位：0x00000301；名称：ADCFILTERCON 表42. ADCFILTERCON寄存器位功能描述 位 位名称 [31:19] 保留 18 DFTCLKENB 设置 0 1 17 DACWAVECLKENB 0 1 16 SINC2CLKENB 0 1 [15:14] AVRGNUM 0 1 10 11 [13:12] SINC3OSR 0 1 10 11 [11:8] SINC2OSR 0 1 10 11 100 101 110 描述 保留。 DFT时钟使能。 使能。 禁用。 DAC波时钟使能。 使能。 禁用。 Sinc2滤波器时钟使能。 使能。 禁用。 这些位设置均值功能使用的样本数。均值输出直接馈送到DFT模块，DFT源自 动更改以适应均值输出。AVRGEN位必须设置为1才能使用这些位。 均值功能使用2个ADC样本。 均值功能使用4个ADC样本。 均值功能使用8个ADC样本。 均值功能使用16个ADC样本。 Sinc3滤波器过采样率。 过采样率为5。此设置用于160 kHz sinc3滤波器输出更新速率和ADC更新速率 为800 kSPS（默认值）时。 过采样率为4。此设置用于400 kHz sinc3滤波器输出更新速率和ADC更新速率 为1.6 MSPS时。高功率选项。 过采样率为2。此设置用于400 kHz sinc3滤波器输出更新速率和ADC更新速率 为800 kSPS时。 过采样率为5。此设置用于160 kHz sinc3滤波器输出更新速率和ADC更新速率 为800 kSPS时。 Sinc2过采样率(OSR)。 此OSR设置使用22个样本。 此OSR设置使用44个样本。 此OSR设置使用89个样本。 此OSR设置使用178个样本。 此OSR设置使用267个样本。 此OSR设置使用533个样本。 此OSR设置使用640个样本。 Rev. 0 | Page 54 of 130 复位 0x0 0x0 访问类型 R 0x0 0x0 0x0 R/W 0x0 R/W 0x3 R/W AD5940 位 位名称 7 AVRGEN 设置 111 1000 1001 1010 1011 0 1 6 SINC3BYP 0 1 5 4 保留 LPFBYPEN 0 1 [3:1] 0 保留 ADCSAMPLERATE 1 0 描述 此OSR设置使用667个样本。 此OSR设置使用800个样本。 此OSR设置使用889个样本。 此OSR设置使用1067个样本。 此OSR设置使用1333个样本。 使能ADC均值功能。均值输出直接馈送到DFT模块；当此位置1时，DFT源自动 更改以适应均值输出。 禁用均值。 使能均值馈送到DFT模块。 Sinc3滤波器旁路。此位旁路sinc3滤波器。 使能Sinc3滤波器。 旁路sinc3滤波器。原始800 kHz或1.6 MHz ADC输出数据直接馈送到增益偏移 调整级。如果旁路sinc3滤波器，则200 kHz正弦波可以由DFT模块直接处理， 而不会有幅度衰减。如果旁路sinc3滤波器且ADC原始数据速率为800 kHz，则 增益偏移块输出用作DFT输入。 保留 50 Hz/60 Hz低通滤波器。 使能50 Hz/60 Hz陷波滤波器。ADC结果写入SINC2DAT寄存器。 旁路50 Hz陷波和60 Hz陷波滤波器。 保留。 ADC数据速率。未滤波的ADC输出速率。 800 kHz。 1.6 MHz。如果ADC采样率 = 1.6 MHz，则ACLK模拟频率必须为32 MHz（参见 时钟配置）。 复位 访问类型 0x0 R/W 0x0 R/W 0x0 0x0 R R/W 0x0 0x0 R R/W ADC原始结果寄存器—ADCDAT 地址0x00002074，复位：0x00000000；名称：ADCDAT ADCDAT寄存器是原始ADC输出或选择sinc3和/或sinc2滤波器选项时的ADC结果寄存器。 表43. ADCDAT寄存器位功能描述 位 位名称 [31:16] 保留 [15:0] 数据 设置 描述 复位 保留。 0x0 ADC结果。此寄存器包含ADC转换结果。根据用户配置，此结果可以反映原始 0x0 输出、sinc3或sinc2滤波器输出。此结果是一个16位无符号数。 访问类型 R R/W DFT结果实部器件寄存器—DFTREAL 地址0x00002078，复位：0x00000000；名称：DFTREAL 表44. DFTREAL寄存器位功能描述 位 位名称 [31:18] 保留 [17:0] 数据 设置 描述 复位 保留。 0x0 DFT实部。DFT硬件加速器返回一个复数。此寄存器返回该复数的18位实部， 0x0 代表DFT结果的幅度部分。DFT结果以二进制补码格式表示。 Rev. 0 | Page 55 of 130 访问类型 R R/W AD5940 DFT结果虚部器件寄存器—DFTIMAG 地址0x0000207C，复位：0x00000000；名称：DFTIMAG 表45. DFTIMAG寄存器位功能描述 位 位名称 [31:18] 保留 [17:0] 数据 设置 描述 复位 保留。 0x0 DFT虚部。DFT硬件加速器返回一个复数。此寄存器返回该复数的18位虚部，代表DFT 0x0 结果的相位部分。DFT结果以二进制补码格式表示。 访问类型 R R/W Sinc2滤波器结果寄存器—SINC2DAT 地址0x00002080，复位：0x00000000；名称：SINC2DAT 表46. SINC2DAT寄存器位功能描述 位 位名称 [31:16] 保留 [15:0] 数据 设置 描述 复位 保留。 0x0 低通滤波器结果。Sinc2滤波器ADC输出结果。该数据从50 Hz/60 Hz抑制滤波器输出。 0x0 当新数据可用时，INTCFLAG1或INTCFLAG2寄存器的位2设置为1。 访问类型 R R/W 温度传感器结果寄存器—TEMPSENSDAT 地址0x00002084，复位：0x00000000；名称：TEMPSENSDAT 表47. TEMPSENSDAT寄存器位功能描述 位 [31:16] [15:0] 位名称 保留 数据 设置 描述 保留。 ADC温度传感器通道结果。 复位 0x0 0x0 访问类型 R R/W 复位 0x0 0x0 访问类型 R R/W 0x0 0x9 R R/W DFT配置寄存器—DFTCON 地址0x000020D0，复位：0x00000090；名称：DFTCON 表48. DFTCON寄存器位功能描述 位 [31:22] [21:20] 位名称 保留 DFTINSEL 设置 00 01 10 11 [19:8] [7:4] 保留 DFTNUM 0 1 10 11 100 101 110 111 1000 1001 描述 保留。 DFT输入选择。AVRGEN位（ADCFILTERCON寄存器的位7）具有最高优先级；如 果此位 = 1，则无论DFTINSEL设置如何，均值模块的输出都将用作DFT输入。 Sinc2滤波器输出。选择Sinc2滤波器的输出。 无论是否使用sinc3，都选择增益偏移输出。此设置选择ADC增益和偏移校正级 的输出。如果旁路sinc3滤波器（ADCFILTERCON寄存器的SINC3BYP位 = 1）， 则 通 过 增 益 / 偏 移 校 正 的 ADC 原 始 数 据 是 DFT 输 入 。 如 果 没 有 旁 路 sinc3 （ADCFILTERCON寄存器的SINC3BYP位 = 0），则通过增益/偏移校正的sinc3输 出是DFT输入。 ADC原始数据。选择直接来自ADC的输出；无偏移/增益校正。仅支持800 kHz 的ADC采样率。 Sinc2滤波器输出。选择Sinc2滤波器的输出，与00相同。 保留。 使用的ADC样本数。DFT点数范围是4到16,384。 DFT点数为4。DFT使用4个ADC样本。 DFT点数为8。DFT使用8个ADC样本。 DFT点数为16。DFT使用16个ADC样本。 DFT点数为32。DFT使用32个ADC样本。 DFT点数为64。DFT使用64个ADC样本。 DFT点数为128。DFT使用128个ADC样本。 DFT点数为256。DFT使用256个ADC样本。 DFT点数为512。DFT使用512个ADC样本。 DFT点数为1024。DFT使用1024个ADC样本。 DFT点数为2048。DFT使用2048个ADC样本。 Rev. 0 | Page 56 of 130 AD5940 位 位名称 [3:1] 0 保留 HANNINGEN 设置 描述 1010 DFT点数为4096。DFT使用4096个ADC样本。 1011 DFT点数为8192。DFT使用8192个ADC样本。 1100 DFT点数为16,384。DFT使用16,384个ADC样本。 保留。 Hanning窗口使能。 0 禁用Hanning窗口。 1 使能Hanning窗口。 复位 访问类型 0x0 0x0 R R/W 复位 0x0 0x0 访问类型 R R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 复位 0x0 0x0 访问类型 R R/W 0x0 R/W 0x0 0x0 R/W R/W 温度传感器配置寄存器—TEMPSENS 地址0x00002174，复位：0x00000000；名称：TEMPSENS 表49. TEMPSENS寄存器位功能描述 位 [31:4] [3:2] 位名称 保留 CHOPFRESEL 设置 00 01 10 11 1 CHOPCON 0 1 0 使能 0 1 描述 保留。 斩波模式频率设置。这些位设置斩波模式切换的频率。 斩波开关频率 = 6.25 kHz。 斩波开关频率 = 25 kHz。 斩波开关频率 = 100 kHz。 斩波开关频率 = 200 kHz。 温度传感器斩波模式。温度传感器通道斩波控制信号。 禁用斩波。 使能斩波。如果使能斩波，则取2个连续样本并将结果平均，以获得最终的温 度传感器通道读数。斩波可减小与此通道相关的偏置误差。 未用。温度传感器使能。AFECON位12可覆盖此位。 禁用温度传感器。 使能温度传感器。温度传感器使能。AFECON位12可覆盖此位。 ADC配置寄存器—ADCCON 地址0x000021A8，复位：0x00000000；名称：ADCCON 表50. ADCCON寄存器位功能描述 位 位名称 [31:29] 保留 [18:16] GNPGA 设置 0 1 10 11 100 101 15 GNOFSELPGA 0 1 [14:13] 保留 [12:8] MUXSELN 00000 00001 00010 00011 00100 00101 00110 描述 保留。 PGA增益设置。 增益 = 1。 增益 = 1.5。 增益 = 2。 增益 = 4。 增益 = 9。 增益 = 9。 内部偏移/增益消除。 禁用直流偏移消除。 使能直流偏移消除。使能PGA时，仅支持增益值4。 保留。 选择ADC输入多路复用器的信号作为负输入。 输入悬空。 高速TIA负输入 低功耗TIA负输入 保留。 AIN0 AIN1 AIN2 Rev. 0 | Page 57 of 130 AD5940 位 位名称 设置 00111 01000 01001 01010 01011 01100 01101 01110 01111 10000 10001 10010 10011 10100 10101 10110 [7:6] [5:0] 保留 MUXSELP 00000 00001 00010 00011 00100 00101 00110 00111 01000 01001 01010 01011 01100 01101 01110 01111 010000 010001 010010 010011 010100 010101 010110 010111 011000 011001 011010 011011 011100 011101 011110 011111 100000 100001 100010 100011 100100 描述 AIN3/BUF_VREF1V8。 VBIAS_CAP。 保留。 保留。 温度传感器负输出。TEMPSEN_N。 AIN4/LPF0。 保留。 AIN6 保留。 VZERO0 – VZERO引脚处的测量值。 VBIAS0 – VBIAS引脚处的测量值。 保留。 保留。 激励放大器的负节点。 保留。 保留。 保留。 选择ADC输入多路复用器的信号作为正输入。 输入悬空。 高速TIA正信号。 低功耗TIA正低通滤波器信号。 保留。 AIN0 AIN1 AIN2 AIN3/BUF_VREF1V8。 AVDD/2。 DVDD/2。 AVDD_REG/2。 内部温度传感器。 VBIAS_CAP。 DE0 – 引脚处测量值 SE0 – 引脚处测量值 保留。 VREF_2V5/2。 保留。 VREF_1V82 温度传感器的负端(TEMPSENS_N)。 AIN4/LPF0。 保留。 AIN6 VZERO0 – VZERO引脚处的测量值 VBIAS0 – VBIAS引脚处的测量值 CE0引脚上的电压，VCE0。 RE0引脚上的电压，VRE0。 保留。 保留。 保留。 保留。 VCE0/2。 保留。 低功耗TIA正输出，LPTIA_P。 保留。 AGND_REF。 激励放大器的正节点。 Rev. 0 | Page 58 of 130 复位 访问类型 0x0 0x0 R R/W AD5940 重复ADC转换控制寄存器—REPEATADCCNV 地址0x000021F0，复位：0x00000160；名称：REPEATADCCNV 表51. REPEATADCCNV寄存器位功能描述 位 [31:12] [11:4] 位名称 保留 NUM 设置 1 0xFF [3:1] 0 保留 EN_P使能 0 1 描述 保留。 重复值。将0写入这些位会导致不可预测的操作。 1次转换。 256次转换。 保留。 使能重复ADC转换。 禁用重复ADC转换。 使能重复ADC转换。 复位 0x0 0x16 访问类型 R R/W 0x0 0x0 R R/W 复位 0x0 0x10 访问类型 R R/W 0x0 R/W ADC缓冲器配置寄存器—ADCBUFCON 地址0x0000238C，复位：0x005F3D00；名称：ADCBUFCON 高功率模式下的建议值为0x005F3D0F，低功耗模式下为0x005F3D04。 表52. ADCBUFCON位功能描述 位 位名称 [31:9] 保留 [8:4] AMPDIS [3:0] 设置 CHOPDIS 描述 保留。 将这些位设置为1可禁用运算放大器。将这些位设置为0可使能运算放大器。 位8控制偏移消除缓冲器。 位7控制ADC缓冲器。 位6控制PGA。 位5控制正前端缓冲器。 位4控制负前端缓冲器。 将这些位设置为1可禁用斩波。将这些位设置为0可使能斩波。测量80 kHz的信号时，应设置这些位。 位3控制偏移消除缓冲器。 位2控制ADC缓冲器。 位1控制PGA。 位0控制前端缓冲器。 ADC校准寄存器 表53. ADC校准寄存器汇总 地址 0x00002230 0x00002288 0x0000228C 0x00002234 0x00002284 0x00002244 0x00002240 0x000022CC 0x00002270 0x000022C8 0x00002274 0x000022D4 0x00002278 0x000022D0 0x00002298 0x0000223C 0x00002238 名称 CALDATLOCK ADCOFFSETLPTIA ADCGNLPTIA ADCOFFSETHSTIA ADCGAINHSTIA ADCOFFSETGN1 ADCGAINGN1 ADCOFFSETGN1P5 ADCGAINGN1P5 ADCOFFSETGN2 ADCGAINGN2 ADCOFFSETGN4 ADCGAINGN4 ADCOFFSETGN9 ADCGAINGN9 ADCOFFSETTEMPSENS ADCGAINTEMPSENS 描述 ADC校准锁定寄存器 低功耗TIA通道的ADC偏移校准寄存器 低功耗TIA通道的ADC增益校准寄存器 高速TIA通道的ADC偏移校准寄存器 高速TIA通道的ADC增益校准寄存器 ADC偏移校准辅助通道（PGA增益 = 1）寄存器 ADC增益校准辅助输入通道（PGA增益 = 1）寄存器 ADC偏移校准辅助输入通道（PGA增益 = 1.5）寄存器 ADC增益校准辅助输入通道（PGA增益 = 1.5）寄存器 ADC偏移校准辅助输入通道（PGA增益 = 2）寄存器 ADC增益校准辅助输入通道（PGA增益 = 2）寄存器 ADC偏移校准辅助输入通道（PGA增益 = 4）寄存器 ADC增益校准辅助输入通道（PGA增益 = 4）寄存器 ADC偏移校准辅助输入通道（PGA增益 = 9）寄存器 ADC增益校准辅助输入通道（PGA增益 = 9）寄存器 ADC偏移校准温度传感器通道寄存器 ADC增益校准温度传感器通道寄存器 Rev. 0 | Page 59 of 130 复位 0x00000000 0x00000000 0x00004000 0x00000000 0x00004000 0x00000000 0x00004000 0x00000000 0x00004000 0x00000000 0x00004000 0x00000000 0x00004000 0x00000000 0x00004000 0x00000000 0x00004000 访问类型 R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W AD5940 校准数据锁定寄存器—CALDATLOCK 地址0x00002230，复位：0x00000000；名称：CALDATLOCK 表54. CALDATLOCK寄存器位功能描述 位 [31:0] 位名称 说明 设置 描述 校准数据寄存器的密码。这些位防止校准阶段后覆盖数据。 0xDE87A5AF 写入此值可解锁校准寄存器。 复位 0x0 访问类型 R/W 描述 复位 保留。 0x0 低功耗TIA的偏移校准。低功耗TIA通道的ADC偏移校正表示为二进制补码 0x0 数。校准分辨率为ADCDAT LSB大小的0.25 LSB。 4095.75。最大正偏移校准值。 0.25。最小正偏移校准值。 0。无偏移调整。 –0.25。最小负偏移校准值。 –4096.0。最大负偏移校准值。 访问类型 R R/W 低功耗TIA通道的ADC偏移校准寄存器—ADCOFFSETLPTIA 地址0x00002288，复位：0x00000000；名称：ADCOFFSETLPTIA 表55. ADCOFFSETLPTIA寄存器位功能描述 位 位名称 [31:15] 保留 [14:0] Value 设置 0x3FFF 0x0001 0x0000 0x7FFF 0x4000 低功耗TIA通道的ADC增益校准寄存器—ADCGNLPTIA 地址0x0000228C，复位：0x00004000；名称：ADCGNLPTIA 表56. ADCGNLPTIA寄存器位功能描述 位 [31:15] [14:0] 位名称 保留 Value 设置 0x7FFF 0x4001 0x4000 0x3FFF 0x2000 0x0001 0x0000 描述 保留。 低功耗TIA的增益误差校准。 2.最大正增益调整。 1.000 061。最小正增益调整。 1.0。ADC结果乘以1。无增益调整（默认）。 0.999939。最小负增益调整。 0.5。ADC结果乘以0.5。 0.000061。最大负增益调整。 0。非法值；导致ADC结果为0。 复位 0x0 0x4000 访问类型 R R/W 高速TIA通道的ADC偏移校准寄存器—ADCOFFSETHSTIA 地址0x00002234，复位：0x00000000；名称：ADCOFFSETHSTIA 表57. ADCOFFSETHSTIA寄存器位功能描述 位 [31:15] [14:0] 位名称 保留 Value 设置 0x3FFF 0x0001 0x0000 0x7FFF 0x4000 描述 复位 保留。 0x0 高速TIA偏移校准。高速TIA测量模式的ADC偏移校正，表示为二进制补码数。 0x0 校准分辨率为ADCDAT LSB大小的0.25 LSB。 4095.75。最大正偏移校准值。 0.25。最小正偏移校准值。 0。无偏移校正。 –0.25。最小负偏移校正。 –4096.0。最大负偏移校正。 Rev. 0 | Page 60 of 130 访问类型 R R/W AD5940 高速TIA通道的ADC增益校准寄存器—ADCGAINHSTIA 地址0x00002284，复位：0x00004000；名称：ADCGAINHSTIA 表58. ADCGAINHSTIA寄存器位功能描述 位 [31:15] [14:0] 位名称 保留 Value 设置 0x7FFF 0x4001 0x4000 0x3FFF 0x2000 0x0001 0x0000 描述 保留。 高速TIA通道的增益误差校准。 2.最大正增益调整。 1.000061。最小正增益调整。 1.0。ADC结果乘以1。无增益调整（默认）。 0.999939。最小负增益调整。 0.5。ADC结果乘以0.5。 0.000061。最大负增益调整。 0。非法值；导致ADC结果为0。 复位 0x0 0x4000 访问类型 R R/W ADC偏移校准辅助通道（PGA增益 = 1）寄存器—ADCOFFSETGN1 地址0x00002244，复位：0x00000000；名称：ADCOFFSETGN1 表59. ADCOFFSETGN1寄存器位功能描述 位 [31:15] [14:0] 位名称 保留 Value 设置 0x3FFF 0x0001 0x0000 0x7FFF 0x4000 描述 复位 保留。 0x0 偏移校准增益 = 1。PGA增益 = 1的辅助通道的ADC偏移校正，表示为二进制 0x0 补码数。校准分辨率为ADCDAT LSB大小的0.25 LSB。因此，校准分辨率为 ±VREF/218。如果VREF = 1.82 V，则校准分辨率为1.82/217 = 13.885μV。 4095.75。最大正偏移校准值。 0.25。最小正偏移校准值。 0。无偏移调整。 –0.25。最小负偏移校准值。 –4096。最大负偏移校准值。 访问类型 R R/W ADC增益校准辅助输入通道（PGA增益 = 1）寄存器—ADCGAINGN1 地址0x00002240，复位：0x00004000；名称：ADCGAINGN1 ADCGAINGN1寄存器为ADC的电压输入通道提供增益校准，包括AINx通道。 表60. ADCGAINGN1寄存器位功能描述 位 [31:15] [14:0] 位名称 保留 Value 设置 0x0000 0x2000 0x4000 0x4001 0x7FFF 0x0001 0x3FFF 描述 复位 保留。 0x0 PGA增益 = 1的增益校准。辅助输入通道的ADC增益校正。当PGA增益 = 1时， 0x4000 这些位用于除TIA和温度传感器通道之外的所有通道。该值存储为一个带符号 数。位14是符号位，位[13:0]代表小数部分。 0。非法值；导致ADC结果为0x8000。 0.5。ADC结果乘以0.5。 1.0。ADC结果乘以1。无增益调整（默认）。 1.000061。最小正增益调整。 2.最大正增益调整。 0.000061。最大负增益调整。 0.999939。最小负增益调整。 Rev. 0 | Page 61 of 130 访问类型 R R/W AD5940 ADC 偏移校准辅助输入通道（PGA 增益 = 1.5）寄存器—ADCOFFSETGN1P5 地址0x000022CC，复位：0x00000000；名称：ADCOFFSETGN1P5 ADCOFFSETGN1P5寄存器提供PGA增益 = 1.5时的ADC输入偏移校准。 表61. ADCOFFSETGN1P5寄存器位功能描述 位 [31:15] [14:0] 位名称 保留 Value 设置 0x3FFF 0x0001 0x0000 0x7FFF 0x4000 描述 保留。 偏移校准增益 = 1.5。PGA增益 = 1.5时的ADC偏移校正。 4095.75。最大正偏移校准值。 0.25。最小正偏移校准值。 0。无偏移调整。 –0.25。最小负偏移校准值。 –4096。最大负偏移校准值。 复位 0x0 0x0 访问类型 R R/W ADC增益校准辅助输入通道（PGA增益 = 1.5）寄存器—ADCGAINGN1P5 地址0x00002270，复位：0x00004000；名称：ADCGAINGN1P5 ADCGAINGN1P5寄存器为ADC的电压输入通道提供增益校准，包括AINx通道。 表62. ADCGAINGN1P5寄存器位功能描述 位 [31:15] [14:0] 位名称 保留 Value 设置 0x0000 0x2000 0x4000 0x4001 0x7FFF 0x0001 0x3FFF 描述 复位 访问类型 保留。 0x0 R PGA增益 = 1.5的增益校准。这些位为辅助输入通道提供ADC增益校正。当 0x4000 R/W PGA增益 = 1.5时，这些位用于除TIA和温度传感器通道之外的所有通道。该 值存储为一个带符号数。位14是符号位，位[13:0]代表小数部分。 0。非法值，导致ADC结果为0。 0.5。ADC结果乘以0.5。 1.0。ADC结果乘以1。无增益调整（默认值）。 1.000061。最小正增益调整。 2.最大正增益调整。 0.000061。最大负增益调整。 0.999939。最小负增益调整。 ADC偏移校准辅助输入通道（PGA增益 = 2）寄存器—ADCOFFSETGN2 地址0x000022C8，复位：0x00000000；名称：ADCOFFSETGN2 ADCOFFSETGN2寄存器提供PGA增益 = 2时的ADC输入偏移校准。 表63. ADCOFFSETGN2寄存器位功能描述 位 [31:15] [14:0] 位名称 保留 Value 设置 0x3FFF 0x0001 0x0000 0x7FFF 0x4000 描述 复位 保留。 0x0 偏移校准辅助通道（PGA增益 = 2）。这些位为使用PGA增益 = 2的输入提 0x0 供ADC偏移校正，表示为二进制补码数。校准分辨率为ADCDAT LSB大小的 0.25 LSB。因此，校准分辨率为±VREF/218。如果VREF = 1.82 V，则校准分辨率 为1.8/217 = 13.73μV。 4095.75。最大正偏移校准值。 0.25。最小正偏移校准值。 0。无偏移调整。 –0.25。最小负偏移校准值。 –4096。最大负偏移校准值。 Rev. 0 | Page 62 of 130 访问类型 R R/W AD5940 ADC增益校准辅助输入通道（PGA增益 = 2）寄存器—ADCGAINGN2 地址0x00002274，复位：0x00004000；名称：ADCGAINGN2 当PGA使能且增益 = 2时，ADCGAINGN2寄存器为ADC的电压输入通道提供增益校准，包括AINx通道。 表64. ADCGAINGN2寄存器位功能描述 位 [31:15] [14:0] 位名称 保留 Value 设置 0x0000 0x2000 0x4000 0x4001 0x7FFF 0x0001 0x3FFF 描述 复位 保留。 0x0 PGA增益 = 2的增益校准。这些位为辅助输入通道提供ADC增益校正。当PGA 0x4000 增益 = 2时，这些位用于除TIA和温度传感器通道之外的所有通道。该值存储 为一个带符号数。位14是符号位，位[13:0]代表小数部分。 0。非法值，导致ADC结果为0。 0.5。ADC结果乘以0.5。 1.0。ADC结果乘以1。无增益调整（默认值）。 1.000061。最小正增益调整。 2.最大正增益调整。 0.000061。最大负增益调整。 0.999939。最小负增益调整。 访问类型 R R/W ADC偏移校准辅助输入通道（PGA增益 = 4）寄存器—ADCOFFSETGN4 地址0x000022D4，复位：0x00000000；名称：ADCOFFSETGN4 ADCOFFSETGN4寄存器提供PGA增益 = 4时的ADC输入偏移校准。 表65. ADCOFFSETGN4寄存器位功能描述 位 [31:15] [14:0] 位名称 保留 Value 设置 描述 保留。 复位 0x0 0x0 访问类型 R R/W 0x3FFF 0x0001 偏移校准增益 = 4。PGA增益 = 4时的ADC偏移校正。4095.75。最大正偏移 校准值。0.25。最小正偏移校准值。 0x0000 0。无偏移调整。 0x7FFF –0.25。最小负偏移校准值。 0x4000 –4096。最大负偏移校准值。 ADC增益校准辅助输入通道（PGA增益 = 4）寄存器—ADCGAINGN4 地址0x00002278，复位：0x00004000；名称：ADCGAINGN4 当PGA使能且增益 = 4时，ADCGAINGN4寄存器为ADC的电压输入通道提供增益校准，包括AINx通道。 表66. ADCGAINGN4寄存器位功能描述 位 [31:15] [14:0] 位名称 保留 Value 设置 0x0000 0x2000 0x4000 0x4001 0x7FFF 0x0001 0x3FFF 描述 复位 保留。 0x0 PGA增益 = 4的增益校准。这些位为辅助输入通道提供ADC增益校正。当PGA 0x4000 增益 = 4时，这些位用于除TIA和温度传感器通道之外的所有通道。该值存储 为一个带符号数。位14是符号位，位[13:0]代表小数部分。 0。非法值，导致ADC结果为0。 0.5。ADC结果乘以0.5。 1.0。ADC结果乘以1。无增益调整（默认值）。 1.000061。最小正增益调整。 2.最大正增益调整。 0.000061。最大负增益调整。 0.999939。最小负增益调整。 Rev. 0 | Page 63 of 130 访问类型 R R/W AD5940 ADC偏移校准辅助输入通道（PGA增益 = 9）寄存器—ADCOFFSETGN9 地址0x000022D0，复位：0x00000000；名称：ADCOFFSETGN9 ADCOFFSETGN9寄存器提供PGA增益 = 9时的ADC输入偏移校准。 表67. ADCOFFSETGN9寄存器位功能描述 位 [31:15] [14:0] 位名称 保留 Value 设置 0x3FFF 0x0001 0x0000 0x7FFF 0x4000 描述 保留。 偏移校准增益 = 9。PGA增益 = 9时的ADC偏移校正。 4095.75。最大正偏移校准值。 0.25。最小正偏移校准值。 0。无偏移调整。 –0.25。最小负偏移校准值。 –4096。最大负偏移校准值。 复位 0x0 0x0 访问类型 R R/W ADC增益校准辅助输入通道（PGA增益 = 9）寄存器—ADCGAINGN9 地址0x00002298，复位：0x00004000；名称：ADCGAINGN9 当PGA使能且增益 = 9时，ADCGAINGN9寄存器为ADC的电压输入通道提供增益校准，包括AINx通道。 表68. ADCGAINGN9寄存器位功能说明 位 [31:15] [14:0] 位名称 保留 Value 设置 0x0000 0x2000 0x4000 0x4001 0x7FFF 0x0001 0x3FFF 描述 复位 保留。 0x0 PGA增益 = 9的增益校准。这些位为辅助输入通道提供ADC增益校正。当PGA 0x4000 增益 = 9时，这些位用于除TIA和温度传感器通道之外的所有通道。该值存 储为一个带符号数。位14是符号位，位[13:0]代表小数部分。 0。非法值，导致ADC结果为0。 0.5。ADC结果乘以0.5。 1.0。ADC结果乘以1。无增益调整（默认值）。 1.000061。最小正增益调整。 2.最大正增益调整。 0.000061。最大负增益调整。 0.999939。最小负增益调整。 访问类型 R R/W ADC偏移校准温度传感器通道寄存器—ADCOFFSETTEMPSENS 地址0x0000223C，复位：0x00000000；名称：ADCOFFSETTEMPSENS 表69. ADCOFFSETTEMPSENS位功能描述 位 [31:15] [14:0] 位名称 保留 Value 设置 0x3FFF 0x0001 0x0000 0x7FFF 0x4000 描述 复位 保留。 0x0 温度传感器的偏移校准。这些位为温度传感器通道提供ADC偏移校正，表示 0x0 为二进制补码数。校准分辨率为ADCDAT LSB大小的0.25 LSB。因此，校准分 辨率为±VREF/218。如果VREF = 1.82 V，则校准分辨率为：1.82/217 = 13.73 µV。 4095.75。最大正偏移校准值。 0.25。最小正偏移校准值。 0。无偏移调整。 –0.25。最小负偏移校准值。 –4096。最大负偏移校准值。 Rev. 0 | Page 64 of 130 访问类型 R R/W AD5940 ADC增益校准温度传感器通道寄存器—ADCGAINTEMPSENS 地址0x00002238，复位：0x00004000；名称：ADCGAINTEMPSENS ADCGAINTEMPSENS寄存器提供测量内部温度传感器时使用的ADC增益校准值。 表70. ADCGAINTEMPSENS寄存器位功能描述 位 [31:15] [14:0] 位名称 保留 GAINTEMPSENS 设置 0x0000 0x2000 0x4000 0x4001 0x7FFF 0x0001 0x3FFF 描述 复位 访问类型 保留。 0x0 R 温度传感器通道的增益校准。这些位为温度传感器通道提供ADC增益校 0x4000 R/W 正。该值存储为一个带符号数。位14是符号位，位[13:0]代表小数部分。 0。非法值，导致ADC结果为0。 0.5。ADC结果乘以0.5。 1.0。ADC结果乘以1。无增益调整（默认值）。 1.000061。最小正增益调整。 2.最大正增益调整。 0.000061。最大负增益调整。 0.999939。最小负增益调整。 ADC数字后处理寄存器（可选） 表71. ADC数字后处理寄存器汇总 地址 0x000020A8 0x000020AC 0x000020B0 0x000020B4 0x000020B8 名称 ADCMIN ADCMINSM ADCMAX ADCMAXSMEN ADCDELTA 描述 ADC最小值检查寄存器 ADC最小迟滞值寄存器 ADC最大值检查寄存器 ADC最大迟滞值寄存器 ADC变化值检查寄存器 复位 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 访问类型 R/W R/W R/W R/W R/W ADC最小值检查寄存器—ADCMIN 地址0x000020A8，复位：0x00000000；名称：ADCMIN 表72. ADCMIN寄存器位功能描述 位 [31:16] [15:0] 位名称 保留 MINVAL 设置 描述 复位 保留。 0x0 ADC最小值阈值。此值为ADCDAT低阈值。如果ADC测量值小于MINVAL位的值， 0x0 则INTCFLAG0寄存器或INTCFLAG1寄存器的FLAG4位设置为1。 访问类型 R R/W ADC最小迟滞值寄存器—ADCMINSM 地址0x000020AC，复位：0x00000000；名称：ADCMINSM 表73. ADCMINSM寄存器位功能描述 位 [31:16] [15:0] 位名称 保留 MINCLRVAL 设置 描述 复位 保留。 0x0 ADCMIN迟滞值。如果ADC测量值小于ADCMIN，则INTCFLAG0寄存器或 0x0 INTCFLAG1寄存器的FLAG4位设置为1。FLAG4位置1状态持续到ADCDAT 寄存器的值大于ADCMIN位[15:0] + ADCMINSM位[15:0]为止。 访问类型 R R/W ADC最大值检查寄存器—ADCMAX 地址0x000020B0，复位：0x00000000；名称：ADCMAX 表74. ADCMAX寄存器位功能描述 位 [31:16] [15:0] 位名称 保留 MAXVAL 设置 描述 保留。 ADC最大阈值。这些位构成可选的ADCDAT最大阈值。如果ADC测量值小于 ADCMAX，则INTCFLAG0寄存器或INTCFLAG1寄存器的FLAG5位设置为1。 Rev. 0 | Page 65 of 130 复位 0x0 0x0 访问类型 R R/W AD5940 ADC最大迟滞值寄存器—ADCMAXSMEN 地址0x000020B4，复位：0x00000000；名称：ADCMAXSMEN 表75. ADCMAXSMEN寄存器位功能描述 位 [31:16] [15:0] 位名称 保留 MAXSWEN 设置 描述 复位 保留。 0x0 ADCMAX迟滞值。如果ADC测量值大于ADCMAX寄存器的值，则INTCFLAG0寄存 0x0 器或INTCFLAG1寄存器的FLAG5位设置为1。FLAG5位保持置1到ADCDAT寄存器 的值小于ADCMAX位[15:0] – ADCMAXSMEN位[15:0]的值为止。 访问类型 R R/W ADC变化值检查寄存器—ADCDELTA 地址0x000020B8，复位：0x00000000；名称：ADCDELTA 表76. ADCDELTA寄存器位功能描述 位 [31:16] [15:0] 位名称 保留 DELTAVAL 设置 描述 复位 保留。 0x0 ADCDAT 码 差 值 限 值 选 项 。 如 果 两 个 连 续 ADCDAT寄 存 器 结 果 的 差 值 大 于 0x0 ADCDELTA位[15:0]，则会通过INTCFLAG0寄存器或INTCFLAG1寄存器的FLAG6位 设置错误标志。 访问类型 R R/W ADC统计寄存器 表77. ADC统计寄存器汇总 地址 0x000021C0 0x000021C4 0x000021C8 名称 STATSVAR STATSCON STATSMEAN 描述 方差输出寄存器 统计控制模块配置寄存器，包括均值、方差和异常值检测模块 均值输出寄存器 复位 0x00000000 0x00000000 0x00000000 访问类型 R R/W R 方差输出寄存器—STATSVAR 地址0x000021C0，复位：0x00000000；名称：STATSVAR 表78. STATSVAR位功能描述 位 31 [30:0] 位名称 保留 方差 设置 描述 保留。 统计方差值。此值表示均值的差异。 复位 0x0 0x0 访问类型 R R 复位 0x0 0x0 0x0 访问类型 R R/W R/W 0x0 0x0 R/W R/W 统计控制寄存器—STATSCON 地址0x000021C4，复位：0x00000000；名称：STATSCON 表79. STATSCON寄存器位功能描述 位 [31:12] [11:7] [6:4] 位名称 保留 STDDEV SAMPLENUM 设置 0 1 10 11 100 [3:1] 0 保留 STATSEN 0 1 描述 保留。 标准差配置。 样本大小。这些位设置用于每次统计计算的ADC样本数。 128个样本。 64个样本。 32个样本。 16个样本。 8个样本。 保留。 统计使能。 禁用统计。 使能统计。 Rev. 0 | Page 66 of 130 AD5940 统计均值输出寄存器—STATSMEAN 地址0x000021C8，复位：0x00000000；名称：STATSMEAN 表80. STATSMEAN寄存器位功能描述 位 [31:16] [15:0] 位名称 保留 平均值 设置 描述 保留。 均值输出。这些位构成由STATSCON位[6:4]设置的ADC样本数计算的平均值。 Rev. 0 | Page 67 of 130 复位 0x0 0x0 访问类型 R R AD5940 可编程开关矩阵 AD5940可灵活地将外部引脚连接到高速DAC激励放大器 AFEx开关 和高速TIA反相输入端。这种灵活性支持不同类型传感器 AFE1、AFE2和AFE3开关仅用作开关。这些开关不是ADC 的阻抗测量选项，并允许交流信号耦合到传感器的直流偏 置电压。 配置开关时，应考虑低功耗放大器输出上的开关设置。 上电时，所有开关均断开，传感器处于断开状态。 输入。在多测量系统中，这些开关提供一种切换传感器电极 的方法，这在生物电系统应用中很有用。 休眠模式下的推荐配置 为了最大限度地减少连接到激励放大器正节点和负节点的 图32显示了每个开关矩阵节点（数据输出、正、负和TIA节 开关上的泄漏，以及最大限度地减少高速TIA上的泄漏，建 点）连接到AD5940内部电路的示意图。图33显示了矩阵上 议通过闭合PL、PL2、NL和NL2开关将这些开关连接到内部 每个开关的详图。 1.82 V LDO产生的电压。 开关描述 在休眠模式下，认为传感器只需要来自低功耗放大器的直流 Dx/DR0开关 偏置电压。 Dx/DR0开关选择连接到高速DAC的激励放大器输出的引 控制所有开关的选项 脚。对于阻抗测量，该引脚为CE0。如果DR0开关闭合，激 图33显示了所有连接到高速DAC激励放大器和高速TIA反 励放大器的输出可以通过RCAL0引脚连接到外部校准电阻 相输入的开关。 (RCAL)。 有两个选项可用于控制开关矩阵上的开关： Px/Pxx开关  Px/Pxx开关选择连接到高速DAC的激励放大器正节点的引 脚。对于大多数应用，该引脚为RE0。如果PR0开关闭合， SWCON寄存器中加以控制。  Nx/Nxx开关 Nx/Nxx开关选择连接到高速DAC的激励放大器负节点的引 使用xSWFULLCON寄存器对开关矩阵中的每个开关 进行单独控制。 激励放大器的负输入可以通过RCAL0引脚连接到外部校准 电阻。 将Tx/TR1、Nx/Nxx、Px/Pxx和Dx/DR0开关作为一组在 如果使用xSWFULLCON寄存器控制开关，请按以下顺序操作： 1. 写入xSWFULLCON寄存器中的特定位。 2. 设置SWCON寄存器中的SWSOURCESEL位。如果写 脚。如果NR1开关闭合，高速TIA的反相输入可通过RCAL1 入xSWFULLCON寄存器后未设置该位，则更改不会 引脚连接到外部校准电阻。 生效。 Tx/TR1开关 此外，可使用状态寄存器来回读每个开关的断开或闭合状态。 Tx/TR1开关选择连接到高速TIA反相输入的引脚。如果TR1 开关闭合，高速TIA的反相输入可以通过RCAL1引脚连接到 RCAL。 Rev. 0 | Page 68 of 130 AD5940 HSDAC GAIN TO CE0, RCAL0, AFE1, AFE3, SE0, AIN0 TO AIN3/BUF_VREF1V8 Dx/DR0 SWITCHES FROM RCAL0, CE0, SE0, DE0, RE0, AFE1, AFE2, AFE3, AIN0 TO AIN3/BUF_VREF1V8 Px/Pxx SWITCHES P FROM RCAL1, SE0, AFE3, AIN0 TO AIN3/BUF_VREF1V8 Nx/Nxx SWITCHES N FROM RCAL1, AIN0 TO AIN3/BUF_VREF1V8, RLOAD_SE0 , DE0, RLOAD_AFE3 , RLOAD_DE0 Tx/TR1 SWITCHES (CURRENT) WAVEFORM GENERATOR EXCITATION BUFFER P-NODE ADC MUX N-NODE VZERO0 1.11V + HSTIA – T9 HSTIA_P T10 RTIA CTIA 图32. 开关矩阵示意图 Rev. 0 | Page 69 of 130 16778-233 RTIA_DE0 AD5940 D2 D3 EXCITATION BUFFER AMPLIFIER LOOP D4 Dx/DR0 SWITCHES CE0 D5 AFE1 N P D6 D7 D8 DSWFULLCON OR SWCON[3:0] DR0 RCAL0 PL PR0 RCAL1 P2 P3 P4 Px/Pxx SWITCHES RE0 P5 AFE2 P6 SE0 P7 DE0 P8 AFE3 P9 P11 P12 NR1 PSWFULLCON OR SWCON[7:4] PL2 DVDD_REG_AD NL2 N1 N2 N3 Nx/Nxx SWITCHES RLOAD_SE0 RLOAD_AFE3 N4 N5 N6 NSWFULLCON OR SWCON[11:8] N7 N9 TR1 T1 T2 NL TSWFULLCON OR SWCON[15:12] T3 HIGH SPEED TRANSIMPEDANCE AMPLIFIER T4 T5 + T6 – T7 AIN0 AIN1 AIN2 AIN3 T9 TIA OUTPUT HSRTIACON[3:0] RTIA HSRTIACON[12:5] CTIA T10 RLOAD_DE0 HSRTIACON[4] RTIA_DE0 SWITCH AND RELOAD CONTROLLED BY DE0RESCON[7:0] 图33. 开关矩阵框图 – 开关连接到高速DAC和高速TIA Rev. 0 | Page 70 of 130 DE0RTIACON[7:0] 16778-024 Tx/TR1 SWITCHES AD5940 可编程开关寄存器 表81. 可编程开关矩阵寄存器汇总 位 0x0000200C 0x00002150 0x00002154 0x00002158 0x0000215C 0x000021B0 0x000021B4 0x000021B8 0x000021BC 位名称 SWCON DSWFULLCON NSWFULLCON PSWFULLCON TSWFULLCON DSWSTA PSWSTA NSWSTA TSWSTA 设置 开关矩阵配置 开关矩阵全面配置(Dx/DR0) 开关矩阵全面配置(Nx/Nxx) 开关矩阵全面配置(Px/Pxx) 开关矩阵全面配置(Tx/TR1) 开关矩阵状态(Dx/DR0) 开关矩阵状态(Px/Pxx) 开关矩阵状态(Nx/Nxx) 开关矩阵状态(Tx/TR1) 描述 0x0000FFFF 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 复位 R/W R/W R/W R/W R/W R R R R 开关矩阵配置寄存器—SWCON 地址0x0000200C，复位：0x0000FFFF；名称：SWCON 通过此寄存器可以配置开关矩阵。 表82. SWCON寄存器位功能描述 位 [31:19] 18 位名称 保留 T10CON 设置 1 0 17 T9CON 1 0 16 SWSOURCESEL 1 0 [15:12] TMUXCON 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010至1111 描述 保留。 控制T10开关。 T10闭合。 T10断开。 控制T9开关。 T9闭合。 T9断开。 开关控制选择。此位选择寄存器来控制可编程开关。 开 关 控 制 源 。 由 DSWFULLCON 、 TSWFULLCON 、 PSWFULLCON 和 NSWFULLCON寄存器控制的开关。 Dx/DR0、Tx/TR1、Px/Pxx和Nx/Nxx开关作为一组加以控制。通过 SWCON寄存器控制分组开关。 控制Tx/TR1开关多路复用器。不包括对T9或T10开关的控制。 所有开关断开。 T1闭合，其余开关断开。 T2闭合，其余开关断开。 T3闭合，其余开关断开。 T4闭合，其余开关断开。 T5闭合，其余开关断开。 T6闭合，其余开关断开。 T7闭合，其余开关断开。 TR1闭合，其余开关断开。 所有开关闭合。 所有开关断开。 Rev. 0 | Page 71 of 130 复位 0x0 0x0 访问类型 R R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 0xF R/W AD5940 位 [11:8] 位名称 NMUXCON 设置 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011至1110 1111 [7:4] PMUXCON 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101至1110 1111 [3:0] DMUXCON 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010至1111 描述 控制N开关多路复用器。 NL闭合，其余开关断开。 N1闭合，其余开关断开。 N2闭合，其余开关断开。 N3闭合，其余开关断开。 N4闭合，其余开关断开。 N5闭合，其余开关断开。 N6闭合，其余开关断开。 N7闭合，其余开关断开。 保留。 N9闭合，其余开关断开。 NR1闭合，其余开关断开。 NL2闭合，其余开关断开。 所有开关断开。 控制Px/Pxx开关多路复用器。 PL闭合，其余开关断开。 PR0闭合，其余开关断开。 P2闭合，其余开关断开。 P3闭合，其余开关断开。 P4闭合，其余开关断开。 P5闭合，其余开关断开。 P6闭合，其余开关断开。 P7闭合，其余开关断开。 P8闭合，其余开关断开。 P9闭合，其余开关断开。 保留。 P11闭合，其余开关断开。 保留。 PL2闭合，其余开关断开。 所有开关断开。 控制Dx/DR0开关多路复用器。 所有开关断开。 DR0闭合，其余开关断开。 D2闭合，其余开关断开。 D3闭合，其余开关断开。 D4闭合，其余开关断开。 D5闭合，其余开关断开。 D6闭合，其余开关断开。 D7闭合，其余开关断开。 D8闭合，其余开关断开。 所有开关闭合。 所有开关断开。 Rev. 0 | Page 72 of 130 复位 0xF 访问类型 R/W 0xF R/W 0xF R/W AD5940 开关矩阵全面配置Dx/DR0寄存器—DSWFULLCON 地址0x00002150，复位：0x00000000；名称：DSWFULLCON 通过DSWFULLCON寄存器可以对Dx/DR0开关进行单独控制。位名称与图33中所示的开关名称相同。 表83. DSWFULLCON寄存器位功能描述 位 [31:8] 7 位名称 保留 D8 设置 0 1 6 D7 0 1 5 4 保留 D5 0 1 3 D4 0 1 2 D3 0 1 1 D2 0 1 0 DR0 0 1 描述 保留。 控制D8开关。此位将激励放大器的D节点连接到AFE3引脚。 开关断开。 开关闭合。 控制D7开关。此位将激励放大器的D节点连接到SE0引脚。 开关断开。 开关闭合。 保留。 控制D5开关。此位将激励放大器的数据输出节点连接到CE0引脚。 开关断开。 开关闭合。 控制D4开关。此位将激励放大器的数据输出节点连接到AIN3引脚。 开关断开。 开关闭合。 控制D3开关。此位将激励放大器的数据输出节点连接到AIN2引脚。 开关断开。 开关闭合。 控制D2开关。此位将激励放大器的数据输出节点连接到AIN1引脚。 开关断开。 开关闭合。 控制DR0开关。此位将激励放大器的数据输出节点连接到RCAL0引脚。 开关断开。 开关闭合。 复位 0x0 0x0 访问类型 R R/W 0x0 R/W 0x0 0x0 R/W R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 开关矩阵全面配置Nx/Nxx寄存器—NSWFULLCON 地址0x00002154，复位：0x00000000；名称：NSWFULLCON 通过NSWFULLCON寄存器可以对Nx/Nxx开关进行单独控制。位名称与图33中所示的开关名称相同。 表84. NSWFULLCON寄存器位功能描述 位 [31:12] 11 位名称 保留 NL2 设置 0 1 10 NL 0 1 描述 复位 保留。 0x0 控制NL2开关。如果设置此位，则NL2闭合。如果未设置此位，则NL2断开。 0x0 开关断开。 开关闭合。 控制NL开关。如果设置此位，则NL闭合。如果未设置此位，则NL断开。 0x0 此位将激励放大器的负节点短接到高速TIA的反相输入。 开关断开。 开关闭合。 Rev. 0 | Page 73 of 130 访问类型 R R/W R/W AD5940 位 9 位名称 NR1 设置 0 1 8 N9 0 1 7 6 保留 N7 0 1 5 N6 0 1 4 N5 0 1 3 N4 0 1 2 N3 0 1 1 N2 0 1 0 N1 0 1 描述 控制NR1开关。如果设置此位，则NR1闭合。如果未设置此位，则NR1断 开。此位将激励放大器的负节点连接到RCAL1引脚。 开关断开。 开关闭合。 控制N9开关。如果设置此位，则N9闭合。如果未设置此位，则N9断开。 此位将激励放大器的负节点直接连接到SE0引脚，旁路RLOAD_SE0电阻。 开关断开。 开关闭合。 保留。 控制N7开关。如果设置此位，则N7闭合。如果未设置此位，则N7断开。 此位将激励放大器的负节点通过RLOAD_AFE3电阻连接到AFE3引脚。 开关断开。 开关闭合。 控制N6开关。如果设置此位，则N6闭合。如果未设置此位，则N6断开。 此位将激励放大器的负节点连接到SE0。 开关断开。 开关闭合。 控制N5开关。如果设置此位，则N5闭合。如果未设置此位，则N5断开。 此位将激励放大器的负节点通过RLOAD_SE0连接到SE0引脚。 开关断开。 开关闭合。 控制N4开关。如果设置此位，则N4闭合。如果未设置此位，则N4断开。 此位将激励放大器的负节点连接到AIN3引脚。 开关断开。 开关闭合。 控制N3开关。如果设置此位，则N3闭合。如果未设置此位，则N3断开。 此位将激励放大器的负节点连接到AIN2引脚。 开关断开。 开关闭合。 控制N2开关。如果设置此位，则N2闭合。如果未设置此位，则N2断开。 此位将激励放大器的负节点连接到AIN1引脚。 开关断开。 开关闭合。 控制N1开关。如果设置此位，则N1闭合。如果未设置此位，则N1断开。 此位将激励放大器的负节点连接到AIN0引脚。 开关断开。 开关闭合。 复位 0x0 访问类型 R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 复位 0x0 0x0 访问类型 R R/W 开关矩阵全面配置Px/Pxx寄存器—PSWFULLCON 地址0x00002158，复位：0x00000000；名称：PSWFULLCON 通过PSWFULLCON寄存器可以对Px/Pxx开关进行单独控制。位名称与图33中所示的开关名称相同。 表85. PSWFULLCON寄存器位功能描述 位 [31:15] 14 位名称 保留 PL2 设置 描述 保留。 PL2开关控制。 0 开关断开。 1 开关闭合。 Rev. 0 | Page 74 of 130 AD5940 位 13 位名称 PL 设置 0 1 [12:11] 10 保留 P11 0 1 9 8 保留 P9 0 1 7 P8 0 1 6 P7 0 1 5 P6 0 1 4 P5 0 1 3 P4 0 1 2 P3 0 1 1 P2 0 1 0 PR0 0 1 描述 复位 PL开关控制。此位将激励放大器的数据输出和正节点短接在一起。 0x0 开关断开。 开关闭合。 保留。 0x0 控制P11开关。如果设置此位，则P11开关闭合。如果未设置此位，则P11 0x0 开关断开。此位将激励放大器的正节点连接到CE0引脚。 开关断开。 开关闭合。 保留。 0x0 控制P9开关。如果设置此位，则P9开关闭合。如果未设置此位，则P9开关 0x0 断开。此位将激励放大器的正节点连接到AFE3引脚。 开关断开。 开关闭合。 控制P8开关。如果设置此位，则P8开关闭合。如果未设置此位，则P8开关 0x0 断开。此位将激励放大器的正节点连接到DE0引脚。 开关断开。 开关闭合。 控制P7开关。如果设置此位，则P7开关闭合。如果未设置此位，则P7开关 0x0 断开。此位将激励放大器的正节点连接到SE0引脚。 开关断开。 开关闭合。 控制P6开关。如果设置此位，则P6闭合。如果未设置此位，则P6断开。 0x0 此位将激励放大器的正节点连接到AFE2引脚。 开关断开。 开关闭合。 控制P5开关。如果设置此位，则P5闭合。如果未设置此位，则P5开关断开。 0x0 此位将激励放大器的正节点连接到RE0引脚。 开关断开。 开关闭合。 控制P4开关。如果设置此位，则P4闭合。如果未设置此位，则P4开关断开。 0x0 此位将激励放大器的正节点连接到AIN3引脚。 开关断开。 开关闭合。 控制P3开关。如果设置此位，则P3闭合。如果未设置此位，则P3开关断开。 0x0 此位将激励放大器的正节点连接到AIN2引脚。 开关断开。 开关闭合。 控制P2开关。如果设置此位，则P2闭合。如果未设置此位，则P2开关断开。 0x0 此位将激励放大器的正节点连接到AIN1引脚。 开关断开。 开关闭合。 PR0开关控制。此位将激励放大器的正节点连接到RCAL0引脚。 0x0 开关断开。 开关闭合。 Rev. 0 | Page 75 of 130 访问类型 R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W AD5940 开关矩阵全面配置Tx/TR1寄存器—TSWFULLCON 地址0x0000215C，复位：0x00000000；名称：TSWFULLCON 通过TSWFULLCON寄存器可以对Tx/TR1开关进行单独控制。位名称与图33中所示的开关名称相同。 表86. TSWFULLCON寄存器位功能描述 位 位名称 描述 复位 访问类型 [31:12] 保留 设置 保留。 0x0 R 11 TR1 控制TR1开关。如果设置此位，则TR1闭合。如果未设置此位，则TR1开关 0x0 R/W 断开。此位将RCAL1引脚连接到高速TIA的反相输入。 0 开关断开。 1 开关闭合。 10 保留 9 T10 0x0 R/W 控制T10开关。如果设置此位，则T10闭合。如果未设置此位，则T10开关 0x0 R/W 保留。 断开。此位将DE0引脚连接到高速TIA的反相输入。 0 开关断开。 1 开关闭合。 8 T9 控制T9开关。如果设置此位，则T9闭合。如果未设置此位，则T9开关断开。 0x0 此开关与T10开关配合使用。 R/W 0 开关断开。断开时，高速TIA的反相输入可通过T10开关设为DE0。 1 开关闭合。确保T10已断开。高速TIA的反相输入由T1、T2、T3、T4、T5 和T6决定。 7 保留 6 T7 0 1 5 T6 0x0 R/W 控制T7开关。如果设置此位，则T7闭合。如果未设置此位，则T7开关断开。 0x0 开关断开。 开关闭合。 R/W 控制T6开关。如果设置此位，则T6闭合。如果未设置此位，则T6开关断开。 0x0 此位允许将RCALx路径连接到DE0输入，以校准RLOAD_DE0和RTIA_DE0电阻。 R/W 保留。 0 开关断开。 1 开关闭合。 4 T5 控制T5开关。如果设置此位，则T5闭合。如果未设置此位，则T5开关断开。 0x0 此位将高速TIA的反相输入通过T9开关和RLOAD_SE0连接到SE0引脚。 0 开关断开。 1 开关闭合。 R/W 3 T4 控制T4开关。如果设置此位，则T4闭合。如果未设置此位，则T4开关断开。 0x0 此位将高速TIA的反相输入通过T9开关连接到AIN3引脚。 0 开关断开。 1 开关闭合。 R/W 2 T3 控制T3开关。如果设置此位，则T3闭合。如果未设置此位，则T3开关断开。 0x0 此位将高速TIA的反相输入通过T9开关连接到AIN2引脚。 0 开关断开。 1 开关闭合。 R/W Rev. 0 | Page 76 of 130 AD5940 位 1 位名称 T2 设置 0 1 0 T1 0 1 描述 控制T2开关。如果设置此位，则T2闭合。如果未设置此位，则T2断开。 此位将高速TIA的反相输入通过T9开关连接到AIN1引脚。 开关断开。 开关闭合。 控制T1开关。如果设置此位，则T1闭合。如果未设置此位，则T1断开。 此位将高速TIA的反相输入通过T9开关连接到AIN0引脚。 开关断开。 开关闭合。 复位 0x0 访问类型 R/W 0x0 R/W 复位 0x0 0x0 访问类型 R R 0x0 R 0x0 R 0x0 R 0x0 R 0x0 R 0x0 R 复位 0x0 0x0 访问类型 R R 0x0 R 开关矩阵状态Dx/DR0寄存器—DSWSTA 地址0x000021B0，复位：0x00000000；名称：DSWSTA DSWSTA寄存器指示Dx/DR0开关的状态。位名称与图33中所示的开关名称相同。 表87. DSWSTA寄存器位功能描述 位 [31:7] 6 位名称 保留 D7STA 设置 0 1 5 D6STA 0 1 4 D5STA 0 1 3 D4STA 0 1 2 D3STA 0 1 1 D2STA 0 1 0 DR0STA 0 1 描述 保留。 D7开关的状态。 开关断开。 开关闭合。 D6开关的状态。 开关断开。 开关闭合。 D5开关的状态。 开关断开。 开关闭合。 D4开关的状态。 开关断开。 开关闭合。 D3开关的状态。 开关断开。 开关闭合。 D2开关的状态。 开关断开。 开关闭合。 DR0开关的状态。 开关断开。 开关闭合。 开关矩阵状态Px/Pxx寄存器—PSWSTA 地址0x000021B4，复位：0x00000000；名称：PSWSTA PSWSTA寄存器指示Px/Pxx开关的状态。位名称与图33中所示的开关名称相同。 表88. PSWSTA寄存器位功能描述 位 [31:15] 14 位名称 保留 PL2STA 设置 0 1 13 PLSTA 0 1 描述 保留。 PL2开关的状态。 开关断开。 开关闭合。 PL开关控制。 开关断开。 开关闭合。 Rev. 0 | Page 77 of 130 AD5940 位 12 位名称 P13STA 设置 0 1 11 10 保留 P11STA 0 1 9 P9STA 0 1 7 P8STA 0 1 6 P7STA 0 1 5 P6STA 0 1 4 P5STA 0 1 3 P4STA 0 1 2 P3STA 0 1 1 P2STA 0 1 0 PR0STA 0 1 描述 P13开关的状态。 开关断开。 开关闭合。 保留 P11开关的状态。 开关断开。 开关闭合。 P9开关的状态。 开关断开。 开关闭合。 P8开关的状态。 开关断开。 开关闭合。 P7开关的状态。 开关断开。 开关闭合。 P5开关的状态。 开关断开。 开关闭合。 P5开关的状态。 开关断开。 开关闭合。 P4开关的状态。 开关断开。 开关闭合。 P3开关的状态。 开关断开。 开关闭合。 P2开关的状态。 开关断开。 开关闭合。 PR0开关控制。 开关断开。 开关闭合。 复位 0x0 访问类型 R 0x0 0x0 R R 0x0 R 0x0 R 0x0 R 0x0 R 0x0 R 0x0 R 0x0 R 0x0 R 0x0 R 开关矩阵状态Nx/Nxx寄存器—NSWSTA 地址0x000021B8，复位：0x00000000；名称：NSWSTA NSWSTA寄存器指示Nx/Nxx开关的状态。位名称与图33中所示的开关名称相同。 表89. NSWSTA寄存器位功能描述 位 [31:12] 11 位名称 保留 NL2STA 设置 0 1 10 NLSTA 0 1 9 NR1STA 0 1 描述 保留。 NL2开关的状态。 开关断开。 开关闭合。 NL开关的状态。 开关断开。 开关闭合。 NR1开关的状态。 开关断开。 开关闭合。 Rev. 0 | Page 78 of 130 复位 0x0 0x0 访问类型 R R 0x0 R 0x0 R AD5940 位 8 位名称 N9STA 设置 0 1 7 6 保留 N7STA 0 1 5 N6STA 0 1 4 N5STA 0 1 3 N4STA 0 1 2 N3STA 0 1 1 N2STA 0 1 0 N1STA 0 1 描述 N9开关的状态。 开关断开。 开关闭合。 保留 N7开关的状态。 开关断开。 开关闭合。 N6开关的状态。 开关断开。 开关闭合。 N5开关的状态。 开关断开。 开关闭合。 N4开关的状态。 开关断开。 开关闭合。 N3开关的状态。 开关断开。 开关闭合。 N2开关的状态。 开关断开。 开关闭合。 N1开关的状态。 开关断开。 开关闭合。 复位 0x0 访问类型 R 0x0 0x0 R R 0x0 R 0x0 R 0x0 R 0x0 R 0x0 R 0x0 R 复位 0x0 0x0 访问类型 R R 0x0 0x0 R R 0x0 R 0x0 0x0 R R 0x0 R 0x0 R 开关矩阵状态Tx/TR1寄存器—TSWSTA 地址0x000021BC，复位：0x00000000；名称：TSWSTA TSWSTA寄存器指示Tx/TR1开关的状态。位名称与图33中所示的开关名称相同。 表90. TSWSTA寄存器位功能描述 位 [31:12] 11 位名称 保留 TR1STA 设置 0 1 10 9 保留 T10STA 0 1 8 T9STA 0 1 7 6 保留 T7STA 0 1 5 T6STA 0 1 4 T5STA 0 1 描述 保留。 TR1开关的状态。 开关断开。 开关闭合。 保留 T10开关的状态。 开关断开。 开关闭合。 T9开关的状态。 开关断开。 开关闭合。 保留。 T7开关的状态。 开关断开。 开关闭合。 T6开关的状态。 开关断开。 开关闭合。 T5开关的状态。 开关断开。 开关闭合。 Rev. 0 | Page 79 of 130 AD5940 位 3 位名称 T4STA 设置 0 1 2 T3STA 0 1 1 T2STA 0 1 0 T1STA 0 1 描述 T4开关的状态。 开关断开。 开关闭合。 T3开关的状态。 开关断开。 开关闭合。 T2开关的状态。 开关断开。 开关闭合。 T1开关的状态。 开关断开。 开关闭合。 Rev. 0 | Page 80 of 130 复位 0x0 访问类型 R 0x0 R 0x0 R 0x0 R AD5940 精密基准电压源 本部分介绍AD5940提供的集成基准电压源选项。AD5940 图34显示了可用的基准电压选项以及控制这些选项的寄 可为ADC和DAC生成精确的基准电压。1.82 V基准电压源 存器和位。 用于ADC和DAC，2.5 V基准电压源用于恒电势器。2.5 V 基准电压源必须通过VREF_2V5引脚解耦，1.82 V基准电 压源必须通过VREF_1V82引脚解耦。 图34. 精密基准电压源 高功率和低功耗缓冲器控制寄存器—BUFSENCON 地址0x00002180，复位：0x00000037；名称：BUFSENCON 表91. BUFSENCON寄存器位功能描述 位 [31:9] 8 位名称 保留 V1P8THERMSTEN 设置 0 1 7 6 保留 V1P1LPADCCHGDIS 0 1 描述 保留。 缓冲基准电压输出。缓冲输出至AIN3/BUF_VREF1V82引脚。 禁用1.82 V缓冲基准电压输出。 使能1.82 V缓冲基准电压输出。 保留。 控制解耦电容放电开关。此开关将用于ADC共模电压的1.11 V内部基 准电压源连接到内部放电电路。此位断开时，器件正常工作以维持 外部1.11 V解耦电容上的基准电压。 断开开关（推荐值）。开关断开以维持1.11 V基准电压源的外部解耦 电容上的电荷。 闭合开关。开关闭合时，1.11 V基准电压源连接到放电电路。 Rev. 0 | Page 81 of 130 复位 0x0 0x0 访问类型 R R/W 0x0 0x0 R R/W AD5940 位 5 位名称 V1P1LPADCEN 设置 0 1 4 V1P1HSADCEN 0 1 3 V1P8HSADCCHGDIS 0 1 2 V1P8LPADCEN 0 1 1 V1P8HSADCILIMITEN 0 1 0 V1P8HSADCEN 0 1 描述 ADC 1.11 V低功耗共模缓冲器（可选）。使用高速或低功耗基准电压 缓冲器。 禁用ADC的1.11 V低功耗基准电压缓冲器。 使能ADC的1.11 V低功耗基准电压缓冲器。 使能1.11 V高速共模缓冲器。此位控制ADC输入级的1.11 V共模电压 源的缓冲器。 禁用1.11 V高速共模缓冲器。 使能1.11 V高速共模缓冲器（正常ADC操作的建议值）。 控制解耦电容放电开关。此开关将1.82 V内部ADC基准电压源连接到 内部放电电路。此位断开时，器件正常工作以维持外部解耦电容上 的基准电压。 断开开关。如果断开，则基准电压源的外部解耦电容上的电压保持 不变（推荐值）。 闭合开关。开关闭合时，基准电压源连接到放电电路。 ADC 1.82 V低功耗基准电压缓冲器。 禁用低功耗1.82 V基准电压缓冲器。 使能低功耗1.82 V基准电压缓冲器（推荐值）。当退出关断状态时， 此设置可加快建立时间。 高速ADC输入限流。此位保护ADC输入缓冲器。 禁用缓冲器限流。 使能缓冲器限流（推荐值）。 高速1.82 V基准电压缓冲器。使能基准电压缓冲器以进行正常ADC 转换。 禁用1.82 V高速ADC基准电压缓冲器。 使能1.82 V高速ADC基准电压缓冲器。 Rev. 0 | Page 82 of 130 复位 0x1 访问类型 R/W 0x1 R/W 0x0 R/W 0x1 R/W 0x1 R/W 0x1 R/W AD5940 序列器 序列器特性 序列器执行的命令数量可以从SEQCNT寄存器中读取。每次 AD5940序列器特性如下： 从命令存储器读取命令并执行时，计数器递增1。对SEQCNT  可编程，适合循环精确应用。  四个独立的命令序列。  6 kBSRAM用于存储序列。  FIFO用于存储测量结果。  通过唤醒定时器、SPI命令或GPIO切换进行控制。  来自用户可屏蔽源的各种中断。 序列器概述 序列器的作用是让外部微控制器无需负责低级AFE操作，并 寄存器执行写操作会复位计数器。 序列器会计算其执行的所有命令的循环冗余校验(CRC)。使 用的算法是CRC-8，使用x8 + x2 + x + 1多项式。CRC-8算法 对32位输入数据（序列器指令）进行处理。每个32位输入在 一个时钟周期内处理，结果立即可供主机控制器读取。CRC 值可以从SEQCRC寄存器读取。该寄存器的复位机制与命令 计数相同，即通过写入SEQCNT寄存器。SEQCRC复位为种 子值0x01。SEQCRC是一个只读寄存器。 序列器命令 提供对模拟DSP模块的循环精确控制。序列器能够处理时序 关键操作而不受系统负载的影响。 序列器可以执行两类命令：写命令和定时器命令，后者包括 等待命令和超时命令。 在AD5940中，硬件支持四个序列。这些序列可以存储在 SRAM中，以便在不同测量程序之间轻松切换。序列器一次 写命令 只能执行一个序列。但是，用户可以配置序列器执行的序列 使用写指令将数据写入寄存器。寄存器地址必须位于 及其执行顺序。 序列器从命令存储器存储的序列中读取命令，并根据命令等 0x00000000和0x000021FC之间。图35显示了指令格式。MSB 等于1，表示写命令。 待一定的时间或将某个值写入存储器映射寄存器(MMR)。 在图35中，ADDR为写地址，数据为要写入MMR的数据。 执行按顺序进行，无分支。序列器无法读取MMR值或来自 所有写指令都是在一个周期内完成。 模拟或DSP模块的信号。 地址字段为7位宽，允许访问AFE寄存器块中从地址0x0到地 要使能序列器，须将SEQCON寄存器中的SEQEN位置1。将0 址0x1FC的寄存器。所有MMR访问都只能是32位。禁止字节 写入此位会禁用序列器。 和半字访问。所有访问都默认为只写。地址字段和MMR地 序列器命令的执行速率是在SEQCON寄存器的SEQWRTMR 址之间 存在直接映射 关系。图35中 的ADDR对应于16位 位中提供。当序列器执行写命令时，序列器执行MMR写操 MMR地址的位[8:2]。 作，然后等待SEQWRTMR时钟周期，再获取序列中的下一 例如，当直接通过SPI接口写入WGCON寄存器时，使用的 个命令。效果与写命令后跟随一个等待命令相同。此设置的 地址为0x2014。要使用序列器写入同一寄存器，地址字段必 主要目的是减小生成任意波形时的代码大小。在等待或超时 须为0b0000101（外部控制器使用的地址的位[8:2]）。 命令之后，SEQWRTMR位没有任何作用。 数据字段为24位宽，仅允许写入MMR位[23:0]。无法通过序 除了单个写命令后面跟着一个等待命令之外，还可以连续执 列器写入MMR的全部32位。但是，任何MMR都不使用位 行多个写命令，然后执行等待命令。无论有多少寄存器写操 [31:24]。因此，序列器可以写入所有已分配的MMR位。 作（后面跟随一个精确执行的延迟时间），序列器都能快速 设置任何配置。 将SEQCON寄存器的SEQHALT位置1也能暂停序列器。此选 项适用于所有功能，包括FIFO操作、内部定时器和波形生 成。当序列器暂停时，允许读取MMR。此模式用于软件开 发期间进行调试。 Rev. 0 | Page 83 of 130 AD5940 定时器命令 终点，则会置位序列超时错误中断。这些中断通过写入 序列器中有两个定时器命令，每个命令都有一个单独的硬件 INTCCLR寄存器中的相应位来清除。主机控制器可以随时 通过SEQTIMEOUT寄存器读取计数器的当前值。 计数器。 等待命令用于在序列器执行中引入等待状态。在编程设置的 计数器达到0之后，从命令存储器读取下一个命令即可恢复 执行。 由于序列器执行由于序列器写命令而停止时，超时计数器不 会复位。但是，如果主机控制器将0写入SEQCON寄存器的 SEQEN位，则序列器会复位。此复位适用于主机必须中止 序列的情况。 超时命令启动一个独立于序列器流程运行的计数器。当定时 器到期时，会产生两个中断之一：序列超时错误中断 INTSEL17或序列超时已完成中断INTSEL16。两个中断都是 在INTCSELx寄存器中配置。序列超时已完成中断在超时周 期结束时置位。在超时周期结束时，如果序列器未到达执行 两个定时器命令的时间单位均为一个ACLK周期。对于16 MHz的时钟频率，定时器分辨率为62.5 ns，最大超时为67.1 秒。即使SEQCON寄存器的SEQWRTMR位非零，这些值也 是如此。 B31 B30 B29 B28 B27 B26 B25 B24 B23 B22 B21 B20 B19 B18 B17 B16 B15 B14 B13 B12 B11 B10 B9 B8 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 B8 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 B8 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 BIT[31] CMD BITS[30:24] ADDR 16778-026 1 BITS[23:0] DATA 图35. 序列器写命令 B31 B30 B29 B28 B27 B26 B25 B24 B23 B22 B21 B20 B19 B18 B17 B16 B15 B14 B13 B12 B11 B10 B9 1 BITS[31:30] CMD 16778-028 0 BITS[29:0] TIME 图36. 序列器定时器命令 B31 B30 B29 B28 B27 B26 B25 B24 B23 B22 B21 B20 B19 B18 B17 B16 B15 B14 B13 B12 B11 B10 B9 BITS[31:30] CMD 16778-027 0 BITS[29:0] TIME 图37. 序列器等待命令 LOAD TRIM VALUES FROM OTP TO SHADOW REGISTERS RUN SEQUENCE ENABLE/DISABLE ANALOG BLOCKS, START ADC CONVERSION, STORE RESULTS IN SRAM BOOT POR INITIALIZATION MEASUREMENT MEASUREMENT LOAD SEQUENCES TO SRAM, SETUP SEQUENCE, FIFO, SLEEP WAKE-UP TIMER, GPIOS. HIBERNATE HIBERNATE MODE WITH SRAM CONTENTS RETAINED 图38. 运行序列 Rev. 0 | Page 84 of 130 HIBERNATE ••• 16778-029 0 AD5940 序列器操作 有多个中断源与序列器相关，包括： 图38显示了设置序列器进行测量所需的典型步骤。器件启动  序列超时错误。 后，必须配置序列器、命令存储器和数据FIFO。这种配置  序列器超时命令已完成。 需要如下步骤：  序列结束中断。要使该中断置位，必须在序列器命令 结束时将SEQCON位0清零。 1. 配置命令存储器。 2. 将序列加载到SRAM中。 更多信息请参阅“中断”部分。 3. 设置序列0 (SEQ0)至序列3 (SEQ3)信息序列。 4. 数据FIFO 配置数据FIFO。 5. 配置睡眠唤醒定时器。 6. 配置GPIO引脚复用器。 7. 配置中断。 数据FIFO可以使用的存储器是在CMDDATACON寄存器的 8. 配置睡眠和唤醒方法。 DATA_MEM_SEL位中进行选择。可用选项有2 kB、4 kB和6 kB。 数据FIFO为模拟和DSP模块的输出提供了一个缓冲器，输出 经过缓冲后由外部控制器读取。 数据FIFO和命令存储器共享同一6 kB SRAM。因此，应确保 命令存储器 命令存储器和数据FIFO之间没有重叠。 命令存储器存储序列命令，并提供外部微控制器和序列器之 数据FIFO可通过CMDDATACON位[11:9]配置为FIFO模式 间的关联。通过CMDDATACON位[2:0]进行选择，命令存 或流模式。在流模式下，当FIFO已满时，旧数据会被丢弃 储器可配置为使用2 kB、4 kB或6 kB SRAM存储器大小。 以为新数据腾出空间。在FIFO模式下，当FIFO已满时，新 命令存储器可以使用的大量存储空间有助于创建较大、较复 数据会被丢弃。在FIFO模式下，切勿让FIFO溢出，否则会 杂的序列。 丢失所有新数据。 通过读取SEQxINFO位[26:16]确定序列中的命令数。 数据FIFO始终是单向的。AFE模块中的可选择源写入数据， 外部微控制器从DATAFIFORD读取数据。 命令存储器是单向的。主机微控制器通过写入 CMDFIFOWADDR寄存器来指定命令的目标地址，并将命 在DATAFIFOSRCSEL（FIFOCON位[15:13]）中选择数据FIFO 令内容写入CMDFIFOWRITE寄存器。序列器从存储器中读 的数据源。可用选项如下：ADC数据、DFT结果、sinc2滤 取命令以执行。 波器结果、统计模块均值结果和统计模块方差结果。 有多个中断与命令FIFO相关，包括FIFO阈值中断、FIFO空 有多个中断标志与数据FIFO相关，包括空、满、上溢、下 中断和FIFO满中断。更多信息请参阅“中断”部分。 溢和阈值。 加载序列 用户可以使用INTCFLAGx寄存器读取这些中断（更多信息 通过写入两个寄存器将序列命令写入SRAM。SRAM中的命 参阅“中断”部分）。每个标志有一个相关联的可屏蔽中断。 令 地 址 写 入 CMDFIFOWADDR 寄 存 器 。 命 令 内 容 写 入 上溢和下溢标志仅在一个时钟周期内有效。 CMDFIFOWRITE寄存器。将所有命令写入SRAM后，通过 将1写入FIFOCON位11可使能数据FIFO。数据FIFO阈值通过 写入SEQxINFO寄存器设置SEQ0至SEQ3信息序列。 写入DATAFIFOTHRES寄存器来设置。在任何时候，主机微 从SEQ0到SEQ3的每个信息序列都需要一个SRAM中的起始 控制器都可以通过读取FIFOCNTSTA位[26:16]来读取数据 地址和该序列的总命令数。命令数写入SEQxINFO位[26:16]。 起始地址写入SEQxINFO位[10:0]。确保四个序列之间没有重 叠。没有硬件机制来警告用户序列存在重叠。 FIFO中的字数。 当数据FIFO为空时，从其中读取数据会返回0x00000000。此 外，INTCFLAGx寄存器中的下溢标志FLAG27会置位。 Rev. 0 | Page 85 of 130 AD5940 数据FIFO字格式 触发或边沿触发。检测到GPIO事件后将运行相应的序列。 请参考AD5940软件开发套件中的AD5940_SEQGpioTrigCfg 数据FIFO字的格式如图39所示。数据FIFO中的每个字都是 函数。序列器也可以在运行时访问GPIO。此访问会同步外 32位。七个MSB是功能安全应用需要的纠错码(ECC)。数据 部器件，例如ADXL362或AD8233。要执行此同步，必须在 FIFO字的位[24:23]构成序列ID，指示结果来自SEQ0到SEQ3 GP0CON寄存器中将相应的GPIOx功能设置为同步，并在 中的哪个序列。 GP0OEN寄存器中将数据方向设置为输出。然后，序列器可 数据FIFO字的位[22:16]包含通道ID，指示数据的来源（参 以写入SYNCEXTDEVICE寄存器以切换相应的GPIOx引脚， 见表92）。 这在序列器编程时是一个有用的调试功能。 数据FIFO字的16个LSB是实际数据（参见图39）。 序列器冲突 当数据源为DFT结果时，数据是18位宽，并且采用二进制补 如果序列之间发生冲突，例如当SEQ0运行时SEQ1请求到达， 码格式。格式如图40所示。通道ID为5位宽，5'b11111表示 则会忽略SEQ1而让SEQ0完成。同时会产生中断，指示SEQ1 DFT结果。 序列被忽略。 序列器与睡眠和唤醒定时器 回读寄存器不会导致资源冲突。当序列器使能时，允许主机 有关详细信息，请参阅“睡眠和唤醒定时器”部分。 控制器写入MMR。这可能会有一些冲突。如果发生冲突， 配置GPIOx引脚复用器 则序列器享有优先级。如果序列器和主机控制器同时写入， 主机控制器会被忽略。针对这种冲突没有错误报告。当序列 8个GPIOx引脚中的每一个引脚都可以配置为触发一个序 器运行时，用户不得写入寄存器。但也有例外，用户可以自 列。首先，必须在GP0OEN寄存器中将GPIOx引脚配置为输 入。然后，必须通过GP0CON寄存器的PINxCFG位配置引脚。 由写入而不会发生任何冲突。SEQCON寄存器允许结束序列 执行（SEQEN位）和暂停序列（SEQHALT位）。 寄存器EI0CON和EI1CON配置如何检测GPIO事件，即电平 表92. 通道ID描述 [31:25] [24:23] 7-BIT ECC 2-BIT SEQ ID [22:16] [15:0] CH_ID 16-BIT DATA 16778-030 描述 DFT结果 来自统计模块的均值 来自统计模块的方差 Sinc2滤波器结果，xxxxxx为ADC多路复用器正设置(ADCCON [5:0]) Sinc3滤波器结果，xxxxxx为ADC多路复用器正设置(ADCCON [5:0]) 数据FIFO字的位[22:16] 11111 xx 11110xx 11101xx 1xxxxxx 0xxxxxx [31:25] [24:23] [22:18] [17:0] 7-BIT ECC 2-BIT SEQ ID CH_ID 5'b11111 18-BIT DATA 图40. 数据FIFO DFT字格式 Rev. 0 | Page 86 of 130 16778-031 图39. 数据FIFO字格式 AD5940 序列器和FIFO寄存器 表93. 序列器和FIFO寄存器汇总 地址 0x00002004 0x00002008 0x00002060 0x00002064 0x00002068 0x0000206C 0x00002070 0x00002118 0x0000211C 0x000021CC 0x000021D0 0x000021D4 0x000021D8 0x000021E0 0x000021E4 0x000021E8 0x00002200 0x00002054 0x00000430 名称 SEQCON FIFOCON SEQCRC SEQCNT SEQTIMEOUT DATAFIFORD CMDFIFOWRITE SEQSLPLOCK SEQTRGSLP SEQ0INFO SEQ2INFO CMDFIFOWADDR CMDDATACON DATAFIFOTHRES SEQ3INFO SEQ1INFO FIFOCNTSTA SYNCEXTDEVICE TRIGSEQ 描述 序列器配置寄存器 FIFO配置寄存器 序列器CRC值寄存器 序列器命令计数寄存器 序列器超时计数器寄存器 数据FIFO读寄存器 命令FIFO写寄存器 序列器睡眠控制锁定寄存器 序列器触发睡眠寄存器 序列0信息寄存器 序列2信息寄存器 命令FIFO写地址寄存器 命令数据控制寄存器 数据FIFO阈值寄存器 序列3信息寄存器 序列1信息寄存器 命令和数据FIFO内部数据计数寄存器 同步外部器件寄存器 触发序列寄存器 复位 0x00000002 0x00001010 0x00000001 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000410 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x0000 访问类型 R/W R/W R R/W R R W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R R/W R/WS 序列器配置寄存器—SEQCON 地址0x00002004，复位：0x00000002；名称：SEQCON 表94. SEQCON寄存器位功能描述 位 位名称 描述 复位 访问类型 [31:16] 保留 保留。 0x0 R [15:8] 序列器写命令的定时器。这些位充当时钟分频器，影响写命令，但不影 0x0 SEQWRTMR 设置 R/W 响等待命令。当生成任意波形时，此分频器可以减小代码大小。定时器 的时钟源为ACLK。 [7:5] 保留 保留。 0x0 4 SEQHALT 暂停序列调试功能。此位提供了一种暂停AFE接口（包括序列器、DSP 0x0 R R/W 硬件加速器、FIFO等）的方法。 0 正常执行。 1 执行暂停。 [3:2] 保留 保留 1 SEQHALTFIFOEMPTY 如果为空，则暂停序列器。在命令FIFO为空的情况下尝试读取时（下溢 0x1 0x0 R R/W 状况），此位控制序列器是否停止。 1 如果命令FIFO为空且序列器尝试读取（下溢状况），则序列器停止。 0 即使FIFO为空，序列器也会继续尝试读取。 0 SEQEN 使能序列器。如果此位设置为1，则序列器从命令FIFO读取并执行命令。 0x0 0 序列器禁用（默认）。 1 序列器使能。 Rev. 0 | Page 87 of 130 R/W AD5940 FIFO配置寄存器—FIFOCON 地址0x00002008，复位：0x00001010；名称：FIFOCON 表95. FIFOCON寄存器位功能描述 位 [31:16] [15:13] 位名称 设置 保留 DATAFIFOSRCSEL 000、001、 110或111 010 011 100 101 12 11 保留 DATAFIFOEN 0 1 [10:0] 保留 描述 保留。 选择数据FIFO的来源。 ADC数据。ADC数据为增益/偏移校准通过sinc3滤波器的输出。 复位 0x0 0x0 DFT数据。实部为18位，虚部为18位。最低两位是小数，因为ADC 是16位。 Sinc2滤波器输出。数据为16位。 方差。方差为30位数据，使用两个地址。 均值结果。均值为16位数据。 保留。 0x1 数据FIFO使能。 0x0 FIFO复位。不能进行数据传输。此设置将读指针和写指针设置为默 认值（空FIFO）。状态指示FIFO为空。 正常工作。FIFO未复位。 保留。 0x0 访问类型 R R/W R/W R/W R/W 序列器CRC值寄存器—SEQCRC 地址0x00002060，复位：0x00000001；名称：SEQCRC SEQCRC寄存器提供从序列器执行的所有命令计算得到的校验和值。 表96. SEQCRC寄存器位功能描述 位 [31:8] [7:0] 位名称 保留 CRC 设置 描述 保留。 序列器命令CRC值。使用的算法为CRC-8。 复位 0x0 0x1 访问类型 R R 描述 复位 保留。 0x0 序列器命令计数。每次序列器执行一个命令时，此计数递增1。将1写入该 0x0 寄存器时复位为0。将1写入该寄存器也会清除SEQCRC寄存器。 访问类型 R R/W1 序列器命令计数寄存器—SEQCNT 地址0x00002064，复位：0x00000000；名称：SEQCNT SEQCNT寄存器提供命令计数，每次序列器执行一个命令时，命令计数递增1。此寄存器不受密钥保护。 表97. SEQCNT寄存器位功能描述 位 [31:16] [15:0] 位名称 保留 Count 设置 序列器超时计数器寄存器—SEQTIMEOUT 地址0x00002068，复位：0x00000000；名称：SEQTIMEOUT 表98. SEQTIMEOUT寄存器位功能描述 位 [31:30] [29:0] 位名称 保留 Timeout 设置 描述 保留。 序列器超时计数器的当前值。 Rev. 0 | Page 88 of 130 复位 0x0 0x0 访问类型 R R AD5940 数据FIFO读寄存器—DATAFIFORD 地址：0x0000206C；复位：0x00000000；名称：DATAFIFORD 表99. DATAFIFORD寄存器位功能描述 位 [31:16] [15:0] 位名称 保留 DATAFIFOOUT 设置 描述 保留。 数据FIFO读取。如果数据FIFO为空，读取该寄存器将返回0x00000000。 复位 0x0 0x0 访问类型 R R 描述 复位 命令FIFO写入。如果在命令FIFO为满时写入其中，则忽略写操作，所有当前命令 0x0 不受影响。 访问类型 W 命令FIFO写寄存器—CMDFIFOWRITE 地址0x00002070，复位：0x00000000；名称：CMDFIFOWRITE 表100. CMDFIFOWRITE寄存器位功能描述 位 位名称 [31:0] CMDFIFOIN 设置 序列器睡眠控制锁定寄存器—SEQSLPLOCK 地址0x00002118，复位：0x00000000；名称：SEQSLPLOCK SEQSLPLOCK寄存器保护SEQTRGSLP寄存器。 表101. SEQSLPLOCK寄存器位功能描述 位 [31:20] [19:0] 位名称 保留 SEQ_SLP_PW 设置 描述 保留。 SEQTRGSLP寄存器的密码。这些位防止序列器意外触发睡眠状态。 0x0000 写入0xA47E5以外的任何值就会锁定SEQTRGSLP寄存器。 0xA47E5 将此值写入该寄存器可解锁SEQTRGSLP寄存器。 复位 0x0 0x0 访问类型 R R/W 描述 复位 保留。 0x0 序列器触发睡眠。首先写入SEQSLPLOCK寄存器。将此命令放在序列的末尾。如果在 0x0 序列结束时进入睡眠状态，应将此命令设置为1。 访问类型 R R/W 序列器触发睡眠寄存器—SEQTRGSLP 地址0x0000211C，复位：0x00000000；名称：SEQTRGSLP SEQTRGSLP寄存器受SEQSLPLOCK寄存器保护。 表102. SEQTRGSLP寄存器位功能描述 位 [31:1] 0 位名称 保留 TRGSLP 设置 序列0信息寄存器—SEQ0INFO 地址0x000021CC，复位：0x00000000；名称：SEQ0INFO 表103. SEQ0INFO寄存器位功能描述 位 [31:27] [26:16] [15:11] [10:0] 位名称 设置 保留 SEQ0INSTNUM 保留 SEQ0STARTADDR 描述 保留。 SEQ0指令数。 保留。 SEQ0起始地址。 Rev. 0 | Page 89 of 130 复位 0x0 0x0 0x0 0x0 访问类型 R R/W R R/W AD5940 序列2信息寄存器—SEQ2INFO 地址0x000021D0，复位：0x00000000；名称：SEQ2INFO 表104. SEQ2INFO寄存器位功能描述 位 [31:27] [26:16] [15:11] [10:0] 位名称 保留 SEQ2INSTNUM 保留 SEQ2STARTADDR 设置 描述 保留。 SEQ2指令数。 保留。 SEQ2起始地址。 复位 0x0 0x0 0x0 0x0 访问类型 R R/W R R/W 命令FIFO写地址寄存器—CMDFIFOWADDR 地址0x000021D4，复位：0x00000000；名称：CMDFIFOWADDR 表105. CMDFIFOWADDR寄存器位功能描述 位 [31:11] [10:0] 位名称 保留 WADDR 设置 描述 保留。 写地址。这些位是SRAM中用于存储命令的地址。 复位 0x0 0x0 访问类型 R R/W 命令数据控制寄存器—CMDDATACON 地址0x000021D8，复位：0x00000410；名称：CMDDATACON 表106. CMDDATACON寄存器位功能描述 位 [31:12] [11:9] 位名称 保留 DATAMEMMDE 设置 10 11 [8:6] DATA_MEM_SEL 000 001 010 011 [5:3] CMDMEMMDE 01 10 11 [2:0] CMD_MEM_SEL 0x0 0x1 0x2 0x3 描述 保留。 数据FIFO模式选择。 FIFO模式。 流模式。 数据FIFO大小选择。 保留。 2 kB SRAM。 4 kB SRAM。 6 kB SRAM。 命令FIFO模式。 存储器模式。 保留。 保留。 命令存储器选择。 保留。 2 kB SRAM。 4 kB SRAM。 6 kB SRAM。 复位 0x0 0x2 访问类型 R R/W 0x0 R/W 0x2 R/W 0x0 R/W 数据FIFO阈值寄存器—DATAFIFOTHRES 地址0x000021E0，复位：0x00000000；名称：DATAFIFOTHRES 表107. DATAFIFOTHRES寄存器位功能描述 位 [31:27] [26:16] [15:0] 位名称 保留 HIGHTHRES 保留 设置 描述 保留。 高阈值。 保留。 Rev. 0 | Page 90 of 130 复位 0x0 0x0 0x0 访问类型 R R/W R AD5940 序列 3 信息寄存器—SEQ3INFO 地址0x000021E4，复位：0x00000000；名称：SEQ3INFO 表108. SEQ3INFO寄存器位功能描述 位 [31:27] [26:16] [15:11] [10:0] 位名称 保留 INSTNUM 保留 STARTADDR 设置 描述 保留。 SEQ3指令数。 保留。 SEQ3起始地址。 复位 0x0 0x0 0x0 0x0 访问类型 R R/W R R/W 序列 1 信息寄存器—SEQ1INFO 地址0x000021E8，复位：0x00000000；名称：SEQ1INFO 表109. SEQ1INFO寄存器位功能描述 位 [31:27] [26:16] [15:11] [10:0] 位名称 保留 SEQ1INSTNUM 保留 SEQ1STARTADDR 设置 描述 保留。 SEQ1指令数。 保留。 SEQ1起始地址。 复位 0x0 0x0 0x0 0x0 访问类型 R R/W R R/W 复位 0x0 0x0 0x0 访问类型 R R R 描述 复位 保留。 0x0 GPIOx的输出数据。有关如何控制GPIOx的信息，参见GP0CON寄存器。将1写 0x0 入相应的位时，对应的GPIOx设置为高电平。写入0时，对应的GPIOx设置为0。 访问类型 R R/W 命令和数据 FIFO 内部数据计数寄存器—FIFOCNTSTA 地址0x00002200，复位：0x00000000；名称：FIFOCNTSTA 表110. FIFOCNTSTA寄存器位功能描述 位 [31:27] [26:16] [15:0] 位名称 保留 DATAFIFOCNTSTA[10:0] 保留 设置 描述 保留。 数据FIFO中的当前字数 保留 同步外部器件寄存器—SYNCEXTDEVICE 地址0x00002054，复位：0x00000000；名称：SYNCEXTDEVICE 表111. SYNCEXTDEVICE寄存器位功能描述 位 [31:8] [7:0] 位名称 保留 同步 设置 触发序列寄存器—TRIGSEQ 地址0x00000430，复位：0x0000；名称：TRIGSEQ 表112. TRIGSEQ寄存器位功能描述 位 [15:4] 3 2 1 0 位名称 保留 TRIG3 TRIG2 TRIG1 TRIG0 设置 描述 保留。 触发序列3。 触发序列2。 触发序列1。 触发序列0。 复位 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 Rev. 0 | Page 91 of 130 访问类型 R R/W R/W R/W R/WS AD5940 波形发生器 AD5940采用数字波形发生器来生成正弦波、梯形波和方波。 正弦波发生器含有一个由WGOFFSET寄存器控制的可编程 本部分介绍如何使用波形发生器。 相位偏移。当使能时，相位累加器使用相位偏移寄存器的内 波形发生器特性 容进行初始化。正弦波发生器启动后，相位增量始终为正。 波形发生器能够生成正弦波、梯形波和方波，可与高速DAC 梯形波发生器 梯形波形的定义如图43所示 或低功耗DAC配合使用。 SINE GENERATION DC LEVEL 2 DELAY 1 TIME DAC SLOPE 1 TIME DELAY 2 TIME SLOPE 2 TIME 16778-032 FIRST PERIOD DAC CODE (DC) DELAY 1 TIME SECOND PERIOD 16778-034 MUX DC LEVEL 1 TRAPEZOID GENERATION 图43. 梯形波形定义 图 43 所 示 的 六 个 参 数 可 由 用 户 通 过 WGDCLEVEL1 、 图41. 波形发生器简化框图 WGDCLEVEL2、WGDELAY1、WGDELAY2、WDSLOPE1 波形发生器操作 和WGSLOPE2寄存器进行编程。这些变量定义了梯形波形。 要 使 能 波 形 发 生 器 模 块 ， 须 将 AFECON 寄 存 器 的 将WGSLOPEx寄存器设置为0x00000即可生成方波。时间以 WAVEGENEN位设置为1。当此位使能时，所选波形源就会 DAC更新时钟的周期数表示；对于梯形函数，时钟频率设 启动并循环，直到禁用该模块(WAVEGENEN = 0)或选择其 置为320 kHz。梯形波形的周期开始于WGDELAY1起始时， 他源为止。禁用该模块时，DAC输出电压保持不变，直至 结束于WGSLOPE2完成时。梯形波会继续循环到被用户禁 选择其他波形（通过写入WGCON寄存器的TYPESEL位）或 用为止。 波形复位。 波形发生器与低功耗 DAC 配合使用 正弦波发生器 虽然波形发生器主要设计用于高速DAC，但它也可以与低 功耗DAC一起用于超低功耗和低带宽应用。要配置低功耗 正弦波发生器的框图如图42所示。 PHASE OFFSET FREQUENCY CONTROL WORD AMPLITUDE DAC以生成波形，须将LPDACCON寄存器的位6设置为1。 OFFSET 梯形波或正弦波可以如前所述进行选择。当波形发生器配合 低功耗DAC使用时，必须选择32 kHz振荡器作为系统时钟， PHASE TO AMPLITUDE CONVERSION SINE GENERATION DAC SCALING COMMON-MODE ADJUSTMENT 16778-033 PHASE ACCUMULATOR 这会限制信号的带宽。 图42. 正弦波发生器 使用频率控制字（WGFCW位[30:0]）调整输出频率(fOUT)， 计算公式如下： fOUT = fACLK × SINEFCW/230 其中： fACLK为ACLK的频率16 MHz。 SINEFCW为WGFCW寄存器的位[30:0]。 Rev. 0 | Page 92 of 130 AD5940 波形发生器寄存器 表113. 用于高速DAC的波形发生器寄存器汇总 地址 0x00002014 0x00002018 0x0000201C 0x00002020 0x00002024 0x00002028 0x0000202C 0x00002030 0x00002034 0x00002038 0x0000203C 名称 WGCON WGDCLEVEL1 WGDCLEVEL2 WGDELAY1 WGSLOPE1 WGDELAY2 WGSLOPE2 WGFCW WGPHASE WGOFFSET WGAMPLITUDE 描述 波形发生器配置寄存器。 波形发生器寄存器，梯形波直流电平1。 波形发生器寄存器，梯形波直流电平2。 波形发生器寄存器，梯形波延迟1时间。 波形发生器寄存器，梯形波斜率1时间。 波形发生器寄存器，梯形波延迟2时间。 波形发生器寄存器，梯形波斜率2时间。 波形发生器寄存器，正弦波频率控制字。 波形发生器寄存器，正弦波相位偏移。 波形发生器寄存器，正弦波偏移。 波形发生器寄存器，正弦波幅度。 复位 0x00000030 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 访问类型 R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W 波形发生器配置寄存器—WGCON 地址0x00002014，复位：0x00000030；名称：WGCON 表114. WGCON寄存器位功能描述 位 [31:6] 5 位名称 保留 DACGAINCAL 设置 0 1 4 DACOFFSETCAL 0 1 3 [2:1] 保留 TYPESEL 00 10 11 0 TRAPRSTEN 0 1 描述 保留 旁路DAC增益。使用ADI工厂调整期间计算并存储在DACGAIN寄 存器中的DAC增益。 旁路DAC增益校正。 执行DAC增益校正。 旁路DAC偏移。使用校准程序期间计算的DAC偏移。 旁路DAC偏移校正。 执 行 DAC 偏 移 校 正 。 当 LPDACCON0 位 0 = 0 时 ， 偏 移 值 位 于 DACOFFSET寄存器（低功耗模式）和DACOFFSETHS寄存器（高功率 模式）中。当LPDACCON0位0 = 1时，偏移值位于DACOFFSETATTEN 寄存器（低功耗模式）和DACOFFSETATTENHS寄存器（高功率模 式）中。 保留。 这些位选择波形类型。 直接写入DAC。用户代码直接写入HSDACDAT寄存器。 正弦波。将AFECON寄存器中的WAVEGENEN位设置为1。DAC输 出正弦波。 梯形波。将AFECON寄存器中的WAVEGENEN位设置为1。DAC输 出梯形波。 复位梯形波形发生器。输出从延迟1周期开始时重新启动，输出 对应于直流电平1。复位立即生效。复位梯形波发生器后，此位 的值回到0。 禁用梯形波形发生器复位。 使能梯形波形发生器复位。 复位 0x0 0x1 访问类型 R R/W 0x1 R/W 0x0 0x0 R R/W 0x0 W 波形发生器梯形波直流电平 1 寄存器—WGDCLEVEL1 地址0x00002018，复位：0x00000000；名称：WGDCLEVEL1 表115. WGDCLEVEL1寄存器位功能描述 位 [31:12] [11:0] 位名称 保留 TRAPDCLEVEL1 设置 描述 保留。 用于梯形波形生成的直流电平1值。 Rev. 0 | Page 93 of 130 复位 0x0 0x0 访问类型 R R/W AD5940 波形发生器梯形波直流电平 2 寄存器—WGDCLEVEL2 地址0x0000201C，复位：0x00000000；名称：WGDCLEVEL2 表116. WGDCLEVEL2寄存器位功能描述 位 [31:12] [11:0] 位名称 保留 TRAPDCLEVEL2 设置 描述 保留。 用于梯形波形生成的直流电平2值。 复位 0x0 0x0 访问类型 R R/W 复位 0x0 0x0 访问类型 R R/W 描述 复位 保留。 0x0 用于梯形波形生成的斜率1值。时间单位为DAC更新速率。对于梯形波生成， 0x0 DAC更新速率固定为320 kHz。 访问类型 R R/W 波形发生器梯形波延迟 1 时间寄存器—WGDELAY1 地址0x00002020，复位：0x00000000；名称：WGDELAY1 表117. WGDELAY1寄存器位功能描述 位 [31:20] [19:0] 位名称 保留 DELAY1 设置 描述 保留。 用于梯形波形生成的延迟1值。时间单位为DAC更新速率。 波形发生器梯形波斜率 1 时间寄存器—WGSLOPE1 地址0x00002024，复位：0x00000000；名称：WGSLOPE1 表118. WGSLOPE1寄存器位功能描述 位 [31:20] [19:0] 位名称 保留 SLOPE1 设置 波形发生器梯形波延迟 2 时间寄存器—WGDELAY2 地址0x00002028，复位：0x00000000；名称：WGDELAY2 表119. WGDELAY2寄存器位功能描述 位 [31:20] [19:0] 位名称 保留 DELAY2 设置 描述 复位 保留。 0x0 用于梯形波形生成的延迟2值。时间单位为DAC更新速率。对于梯形波生成， 0x0 DAC更新速率固定为320 kHz。 访问类型 R R/W 波形发生器梯形波斜率 2 时间寄存器—WGSLOPE2 地址0x0000202C，复位：0x00000000；名称：WGSLOPE2 表120. WGSLOPE2寄存器位功能描述 位 [31:20] [19:0] 位名称 保留 SLOPE2 设置 描述 复位 保留。 0x0 用于梯形波形生成的斜率2值。时间单位为DAC更新速率。对于梯形波生成， 0x0 DAC更新速率固定为320 kHz。 Rev. 0 | Page 94 of 130 访问类型 R R/W AD5940 波形发生器正弦波频率控制字寄存器—WGFCW 地址0x00002030，复位：0x00000000；名称：WGFCW 表121. WGFCW寄存器位功能描述 位 位名称 [31:24] 保留 [30:0] SINEFCW 设置 描述 复位 保留。 0x0 正弦波发生器频率控制字。这些位选择正弦波形的输出频率。输出频率(fOUT) = 0x0 fACLK × (SINEFCW/230)。为了获得准确的DFT结果并避免频谱泄漏，fOUT/(DFT输入 数据速率/N)必须是整数，其中N为DFT的输入数据数量。参阅DFTCON寄存器中 的DFTNUM位（见表48）。由于输入数据源不同，DFT输入数据速率可能不同。 参阅DFTCON寄存器中的DFTINSEL位（见表48）。 Sinc3作为DFT的输入数据输出（DFT输入数据速率 = ADC输出数据速率（1.6MHz 或800kHz）/SINC3_OSR））。参阅ADCFILTERCON寄存器中的SINC3OSR位（见 表42）。旁路sinc3时，参阅ADCFILTERCON寄存器中的SINC3BYP位（见表42）。 如果DFT输入数据速率 = 800 kHz，则ADC输出数据速率必须设置为800 kHz。参 阅ADCFILTERCON寄存器中的ADCSAMPLERATE位 = 1（见表42）。一般公式为 ADC_FS/SINC3_OSR/SINC2_OS。参阅ADCFILTERCON寄存器中的SINC2OSR位（见 表42）。 有关更多信息，请参阅“高性能ADC电路”部分。 访问类型 R R/W 波形发生器正弦波相位偏移寄存器—WGPHASE 地址0x00002034，复位：0x00000000；名称：WGPHASE 表122. WGPHASE寄存器位功能描述 位 位名称 [31:20] 保留 [19:0] SINEOFFSET 设置 描述 复位 保留。 0x0 正弦波相位偏移。SINEOFFSET位[19:0] = 相位（度）/360×220。例如，为了获得 0x0 45°相位偏移，SINEOFFSET位 [19:0] = 45/360×220 。设置WGCON寄存器中的 TYPESEL位和AFECON寄存器中的WAVEGENEN位之前，必须先设置该寄存器。 访问类型 R R/W 波形发生器正弦波偏移寄存器—WGOFFSET 地址0x00002038，复位：0x00000000；名称：WGOFFSET 表123. WGOFFSET寄存器位功能描述 位 位名称 [31:12] 保留 [11:0] SINEOFFSET 设置 描述 复位 保留。 0x0 正弦波偏移。在正弦波模式下，波形发生器输出会增加此偏移。该值是以二进 0x0 制补码格式表示的带符号数。设置WGCON寄存器中的TYPESEL位和AFECON寄存 器中的WAVEGENEN位之前，必须先设置该寄存器。 访问类型 R R/W 波形发生器正弦波幅度寄存器—WGAMPLITUDE 地址0x0000203C，复位：0x00000000；名称：WGAMPLITUDE 表124. WGAMPLITUDE寄存器位功能描述 位 位名称 设置 [31:11] 保留 [10:0] SINEAMPLITUDE 描述 复位 保留。 0x0 正弦波幅度，无符号数。在正弦波模式下，此幅度会缩放波形发生器。DAC输 0x0 出电压由此值以及HSDACCON寄存器中的ATTENEN位和INAMPGNMDE位决定。 设置WGCON寄存器中的TYPESEL位和AFECON寄存器中的WAVEGENEN位之前， 必须先设置该寄存器。 Rev. 0 | Page 95 of 130 访问类型 R R/W AD5940 SPI 接口 概述 命令字节 AD5940提供SPI接口以便于主机微控制器进行配置和控制。 在SPI事务中从主机发送到AD5940的第一个字节是命令字 主机控制器通过SPI读取和写入存储器、寄存器、FIFO。 节。命令字节指定用于SPI事务的SPI协议。表125中详细列 AD5940用作SPI从器件。 出了可用的命令。 表125. SPI命令 SPI引脚 片选使能 命令 SPICMD_SETADDR SPICMD_READREG SPICMD_WRITEREG SPICMD_READFIFO 主机必须将SPI从器件使能信号连接到AD5940的CS输入端。 AD5940提供两种主要SPI处理协议：写入和读取寄存器以及 为启动SPI事务，主机在第一个SCLK上升沿之前将CS信号驱 从数据FIFO读取数据。 动为低电平，并在最后一个SCLK下降沿之后再将其驱动为 写入和读取寄存器 主 机 和 AD5940之 间 的 SPI 连 接 包 括 CS 、 SCLK、 MOSI 和 MISO。 高电平。当CS输入为高电平时，AD5940忽略SPI的SCLK和 器地址。第二个事务是实际读取或写入所需寄存器。以下是 SCLK 写入寄存器的步骤： SCLK是由主机驱动至AD5940的串行时钟。最大时钟速度为 1. 16 MHz。 b. 发送8位命令字节：SPICMD_SETADDR。 c. 发送要读取或写入的寄存器的16位地址。 MOSI是从主机驱动到AD5940的数据输入线，MISO是从 d. 将CS拉高。 AD5940到主机的数据输出线。MOSI信号和MISO信号在 2. SCLK信号的下降沿启动，并在SCLK信号的上升沿分别由主 MISO信号在读处理期间将返回的读取数据字段从AD5940 c. 将16位或32位数据写入寄存器。 传送到主机。 SCLK始终低于AD5940的系统时钟（即16 MHz）。  当CS信号变为低电平时，主机必须产生8的倍数个时钟 周期。  通过SPI从器件的传输始终是字节对齐的。  在每个八位字中，首先发送和接收的是最高有效位 将数据写入寄存器。 a. 将CS驱动为低电平。 b. 发送8位命令字节：SPICMD_WRITEREG。 机和AD5940采样。MOSI信号将数据从主机传送到AD5940。  写入命令字节并配置寄存器地址。 a. 将CS驱动为低电平。 MOSI和MISO 主机是SPI的主器件。SPI操作的特点和要求如下： d. 将CS拉高。 3. 从寄存器读取数据。 a. 将CS驱动为低电平。 b. 发送8位命令字节：SPICMD_READREG。 c. 在SPI总线上发送一个虚拟字节以启动读操作。 d. 读取返回的16位或32位数据。 e. 将CS拉高。 （位7）。  描述 设置SPI事务的寄存器地址 指定SPI事务为读处理 指定SPI事务为写处理 读取FIFO的命令 写入和读取寄存器需要两个SPI事务。第一个事务设置寄存 MOSI信号。 SPI工作原理 值 0x20 0x6D 0x2D 0x5F 如果CS信号在任何时候由主机置拉高，则当CS信号由 主机再次拉低时，AD5940便可接受新的SPI事务。CS变 高和再次变低之间的最短时间是t10（见表4）。 Rev. 0 | Page 96 of 130 AD5940 从数据FIFO读取数据 处理协议如图44所示。在通过高级外设总线(APB)返回有效 数据之前，需要进行六次虚拟读操作。该图还说明了为什么 从数据FIFO回读数据有两种方法：按“写入和读取寄存 使用非零偏移回读最后两个FIFO结果。在图44中，当SPI总 器部分”所述读取DATAFIFORD寄存器，或实现快速FIFO 线传输数据B时，APB读取数据C。假设“APB读取B”是FIFO 读协议。 中的最后一个数据，则读取偏移(ROFFSETC)设置为非零值。 如果数据FIFO中的结果少于三个，可以从DATAFIFORD寄 然后，APB读取DATAFIFORD之外的寄存器。如果APB继续 存器中回读数据。但如果FIFO中有三个以上的结果，则应 读取DATAFIFORD寄存器，则数据FIFO会下溢，导致下溢 实现更高效的SPI处理协议。以下部分及图44说明了该协议。 错误。 从数据FIFO读取数据 要从数据FIFO中读取数据，请执行以下步骤： 1. 将CS驱动为低电平。 2. 发送一个8位命令字节：SPICMD_READFIFO。 3. 在回读有效数据之前，应通过SPI总线传输六个虚拟 4. 连续读取DATAFIFORD寄存器，直到只剩下两个结果。 5. 使用非零偏移回读最后两个数据点。 6. 将CS拉高。 字节。 APB READ B APB READ D APB READ C MOSI CMD ROFFSETA Dummy Dummy Dummy ROFFSETB Dummy Dummy Dummy ROFFSETC Dummy Dummy Dummy ROFFSETD MISO SSTATUS0 SSTATUS1 SSTATUS2 SSTATUS3 SSTATUS4 SSTATUS5 SSTATUS6 RDATA3 A RDATA2 A RDATA1 A RDATA1 A0 RDATA3 B RDATA2 B RDATA1 B 6 DUMMY READS BEFORE VALID DATA 图44. 数据FIFO读协议 Rev. 0 | Page 97 of 130 16778-140 APB READ A AD5940 睡眠和唤醒定时器 睡眠和唤醒定时器特性 配置一个确定的序列顺序 AD5940集成了一个20位睡眠和唤醒定时器。睡眠和唤醒定 睡眠和唤醒定时器提供了按特定顺序定期执行序列的功能。 时器提供对序列器的自动控制，并且可以按从SEQ0到SEQ3 序列的执行顺序在SEQORDER寄存器中定义。该寄存器中 的任何顺序依次运行多达八个序列。定时器由内部32 kHz 有8个可用槽，从A到H。每个槽可配置为四个序列中的任何 振荡器时钟源提供时钟。 一个。图47显示了此特性的一个示例。有三个确定的执行序 SEQ1SLEEPx SEQ2SLEEPx SEQ3SLEEPx 20-BIT DOWN COUNTER 要配置AD5940以实现此序列顺序，请采用以下寄存器设置： WAKE UP SEQ0WUPx SEQ1WUPx SEQ2WUPx SEQ3WUPx HIBERNATE 16778-141 INTERNAL 32kHz OSC 列，SEQ1、SEQ2和SEQ3，如图47所示。 1. SEQORDER位SEQA = 0 (SEQ0) 2. SEQORDER位SEQB = 1(SEQ1) 3. SEQORDER位SEQC = 2 (SEQ2) 4. SEQORDER位SEQD = 3(SEQ3) 5. CON位ENDSEQ = 3（结束于序列D） ORDER OF SEQUENCES 图45. 睡眠和唤醒定时器框图 睡眠和唤醒定时器概述 REPEAT SEQ0 SEQ1 SEQ2 SEQ3 SEQ0 SEQ1 SEQ2 A B C D A B C 16778-148 SEQ0SLEEPx 图47. 序列顺序图 睡眠和唤醒定时器模块由一个倒计时的20位定时器组成。时 睡眠和唤醒定时器建议操作 钟源为32 kHz内部低频振荡器。 使用睡眠和唤醒定时器时，ADI公司建议采用以下步骤来优 SEQUENCE EXECUTION 化性能和功耗： HIBERNATE MODE ACTIVE MODE SEQxWUPx TIME ELAPSES SEQxSLEEPx TIME ELAPSES PWRMOD[3] SEQSLPEN = 1. AUTO SLEEP BY SEQUENCER COMMAND 1. 将PWRMOD位2设置为0以禁用定时器睡眠功能。睡眠 唤醒定时器不会将器件置于休眠模式，而是在序列结 16778-044 HIBERNATE MODE 束时通过写入SEQTRG寄存器将器件置于睡眠模式。此 睡眠模式可优化功耗。 图46. 睡眠和唤醒时序图 当定时器到期时，器件会自动唤醒并运行序列。最多可以按 2. 将TMRCON位0设置为1以使能定时器唤醒功能。 3. 将PWRMOD位3设置为1并将SEQSLPLOCK寄存器设 顺序运行八个序列。 置为0xA47E5，使序列器可以触发睡眠。 4. 当定时器到期时，器件返回睡眠状态。如果定时器在序列完 在CON位[3:1]中设置最终序列。如果仅使用一个序列， 请选择该序列。 成执行之前到期，则序列中的剩余命令会被忽略。因此，用 5. 户代码必须确保SEQxSLEEPx寄存器中的值足够大，以允许 将 睡 眠 时 间 和 唤 醒 时 间 写 入 SEQxSLEEPH 、 SEQxSLEEPL、SEQxWUPH和SEQxWUPL寄存器。 序列执行所有命令。 建议使用唤醒定时器禁用定时器睡眠功能（PWRMOD位2 = 0），并使用序列器进入休眠模式。设置PWRMOD位3 = 1， 6. 使用SEQORDER寄存器配置触发序列的顺序。 7. 写入CON位0 = 1以使能定时器。 使序列器可将器件置于休眠模式。 Rev. 0 | Page 98 of 130 AD5940 当 CON 位 0 = 1 时，定时器加载来自 SEQxWUPH 和 使用内部32 kHz振荡器时，最大休眠时间为32秒。 SEQxWUPL 寄存器的值并开始倒计数。当定时器达到零时， 要计算SEQxWUPx和SEQxSLEEPx寄存器的码值，请使用下式： 器件唤醒并按 SEQORDER 位[1:0]中指定的顺序执行序列。 Code = ClkFreq × Time 定时器加载来自 SEQxSLEEPH 和 SEQxSLEEPL 寄存器的值， 并在序列器运行时再次开始倒计数。当定时器到期时，如果 其中： TMRCON 位 0 = 1，则 AD5940 返回睡眠状态。 如果 Code为SEQxWUPx寄存器的码值。 PWRMOD 位 3 = 1，则 AD5940 在最后一个序列结束时返回 ClkFreq为内部振荡器的频率，单位为Hz。 睡眠状态。 Time为所需的超时持续时间（秒）。 睡眠和唤醒定时器寄存器 表126. 睡眠和唤醒定时器寄存器汇总 地址 0x00000800 0x00000804 0x00000808 0x0000080C 0x00000810 0x00000814 0x00000818 0x0000081C 0x00000820 0x00000824 0x00000828 0x0000082C 0x00000830 0x00000834 0x00000838 0x0000083C 0x00000840 0x00000844 0x00000A1C 名称 CON SEQORDER SEQ0WUPL SEQ0WUPH SEQ0SLEEPL SEQ0SLEEPH SEQ1WUPL SEQ1WUPH SEQ1SLEEPL SEQ1SLEEPH SEQ2WUPL SEQ2WUPH SEQ2SLEEPL SEQ2SLEEPH SEQ3WUPL SEQ3WUPH SEQ3SLEEPL SEQ3SLEEPH TMRCON 描述 定时器控制寄存器 顺序控制寄存器 序列0唤醒时间寄存器(LSB) 序列0唤醒时间寄存器(MSB) 序列0睡眠时间寄存器(LSB) 序列0睡眠时间寄存器(MSB) 序列1唤醒时间寄存器(LSB) 序列1唤醒时间寄存器(MSB) 序列1睡眠时间寄存器(LSB) 序列1睡眠时间寄存器(MSB) 序列2唤醒时间寄存器(LSB) 序列2唤醒时间寄存器(MSB) 序列2睡眠时间寄存器(LSB) 序列2睡眠时间寄存器(MSB) 序列3唤醒时间寄存器(LSB) 序列3唤醒时间寄存器(MSB) 序列3睡眠时间寄存器(LSB) 序列3睡眠时间寄存器(MSB) 定时器唤醒配置寄存器 复位 0x0000 0x0000 0xFFFF 0x000F 0xFFFF 0x000F 0xFFFF 0x000F 0xFFFF 0x000F 0xFFFF 0x000F 0xFFFF 0x000F 0xFFFF 0x000F 0xFFFF 0x000F 0x0000 访问类型 R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W 定时器控制寄存器—CON 地址 0x00000800，复位：0x0000；名称：CON CON 寄存器是唤醒定时器控制寄存器。 表127. CON寄存器位功能描述 位 [15:7] 6 位名称 保留 MSKTRG [5:4] [3:1] 保留 ENDSEQ 设置 0 1 10 11 100 101 110 111 描述 保留。 屏蔽睡眠和唤醒定时器触发序列的功能。此位屏蔽睡眠和唤醒定时器触 发序列的功能。屏蔽触发后，它不会进入序列器。 保留。 结束序列。这些位选择一个SEQORDER位以结束时序序列。 睡眠和唤醒定时器停止于序列A，然后返回到序列A。 睡眠和唤醒定时器停止于序列B，然后返回到序列A。 睡眠和唤醒定时器停止于序列C，然后返回到序列A。 睡眠和唤醒定时器停止于序列D，然后返回到序列A。 睡眠和唤醒定时器停止于序列E，然后返回到序列A。 睡眠和唤醒定时器停止于序列F，然后返回到序列A。 睡眠和唤醒定时器停止于序列G，然后返回到序列A。 睡眠和唤醒定时器停止于序列H，然后返回到序列A。 Rev. 0 | Page 99 of 130 复位 0x0 0x0 访问类型 R R/W 0x0 0x0 R R/W AD5940 位 0 位名称 EN 设置 描述 睡眠和唤醒定时器使能位。 0 使能睡眠和唤醒计时器。 1 禁用睡眠和唤醒计时器。 复位 0x0 访问类型 R/W 复位 0x0 访问类型 R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 顺序控制寄存器—SEQORDER 地址 0x00000804，复位：0x0000；名称：SEQORDER SEQORDER 寄存器控制命令序列执行顺序。 表128. SEQORDER寄存器位功能描述 位 [15:14] 位名称 SEQH 设置 0 1 10 11 [13:12] SEQG 0 1 10 11 [11:10] SEQF 0 1 10 11 [9:8] SEQE 0 1 10 11 [7:6] SEQD 0 1 10 11 [5:4] SEQC 0 1 10 11 [3:2] SEQB 0 1 10 11 [1:0] SEQA 0 1 10 11 描述 序列H配置。这些位为定时器序列H选择SEQ0、SEQ1、SEQ2或SEQ3。 填入SEQ0。 填入SEQ1。 填入SEQ2。 填入SEQ3。 序列G配置。这些位为定时器序列G选择SEQ0、SEQ1、SEQ2或SEQ3。 填入SEQ0。 填入SEQ1。 填入SEQ2。 填入SEQ3。 序列F配置。这些位为定时器序列F选择SEQ0、SEQ1、SEQ2或SEQ3。 填入SEQ0。 填入SEQ1。 填入SEQ2。 填入SEQ3。 序列E配置。这些位为定时器序列E选择SEQ0、SEQ1、SEQ2或SEQ3。 填入SEQ0。 填入SEQ1。 填入SEQ2。 填入SEQ3。 序列D配置。这些位为定时器序列D选择SEQ0、SEQ1、SEQ2或SEQ3。 填入SEQ0。 填入SEQ1。 填入SEQ2。 填入SEQ3。 序列C配置。这些位为定时器序列C选择SEQ0、SEQ1、SEQ2或SEQ3。 填入SEQ0。 填入SEQ1。 填入SEQ2。 填入SEQ3。 序列B配置。这些位为定时器序列B选择SEQ0、SEQ1、SEQ2或SEQ3。 填入SEQ0。 填入SEQ1。 填入SEQ2。 填入SEQ3。 序列A配置。这些位为定时器序列A选择SEQ0、SEQ1、SEQ2或SEQ3。 填入SEQ0。 填入SEQ1。 填入SEQ2。 填入SEQ3。 Rev. 0 | Page 100 of 130 AD5940 序列0至序列3唤醒时间寄存器(LSB)—SEQxWUPL 地址 0x00000808，复位：0xFFFF；名称：SEQ0WUPL 地址 0x00000818，复位：0xFFFF；名称：SEQ1WUPL 地址 0x00000828，复位：0xFFFF；名称：SEQ2WUPL 地址 0x00000838，复位：0xFFFF；名称：SEQ3WUPL 这些寄存器设置序列睡眠时间。计数器为 20 位。这些寄存器设置 16 个 LSB。当此定时器到期时，器件会唤醒。 表129. SEQxWUPL寄存器位功能描述 位 [15:0] 位名称 WAKEUPTIME0[15:0] 设置 描述 复位 序列和睡眠周期。此寄存器定义器件保持睡眠模式的时间长度。 0xFFFF 当经过此时间时，器件会唤醒。 访问类型 R/W 序列0至序列3唤醒时间寄存器(MSB)—SEQxWUPH 地址 0x0000080C，复位：0x000F；名称：SEQ0WUPH 地址 0x0000081C，复位：0x000F；名称：SEQ1WUPH 地址 0x0000082C，复位：0x000F；名称：SEQ2WUPH 地址 0x0000083C，复位：0x000F；名称：SEQ3WUPH 这些寄存器设置序列睡眠时间。计数器为 20 位。这些寄存器设置 4 个 MSB。当此定时器到期时，器件会唤醒。 表130. SEQxWUPH寄存器位功能描述 位 [15:4] [3:0] 位名称 保留 WAKEUPTIME0[19:16] 设置 描述 复位 保留。 0x0 序列和睡眠周期。此寄存器定义器件保持睡眠模式的时间长度。 0xF 当经过此时间时，器件会唤醒。 访问类型 R R/W 序列0至序列3睡眠时间寄存器(LSB)—SEQxSLEEPL 地址 0x00000810，复位：0xFFFF；名称：SEQ0SLEEPL 地址 0x00000820，复位：0xFFFF；名称：SEQ1SLEEPL 地址 0x00000830，复位：0xFFFF；名称：SEQ2SLEEPL 地址 0x00000840，复位：0xFFFF；名称：SEQ3SLEEPL SEQxSLEEPL 寄存器定义 SEQ0 至 SEQ3 的器件活动时间。计数器为 20 位。这些寄存器设置 16 个 LSB。 表131. SEQxSLEEPL寄存器位功能描述 位 [15:0] 位名称 SLEEPTIME0[15:0] 设置 描述 复位 序列和活动周期。此寄存器定义器件保持活动模式的时间长度。 0xFFFF 当经过此时间时，器件返回睡眠模式。 访问类型 R/W 序列0至序列3睡眠时间寄存器(MSB)—SEQxSLEEPH 地址 0x00000814，复位：0x000F；名称：SEQ0SLEEPH 地址 0x00000824，复位：0x000F；名称：SEQ1SLEEPH 地址 0x00000834，复位：0x000F；名称：SEQ2SLEEPH 地址 0x00000844，复位：0x000F；名称：SEQ3SLEEPH SEQxSLEEPH 寄存器定义 SEQ0 至 SEQ3 的器件活动时间。计数器为 20 位。这些寄存器设置 4 个 MSB。 表132. SEQxSLEEPH寄存器位功能描述 位 [15:4] [3:0] 位名称 保留 SLEEPTIME0[19:16] 设置 描述 复位 保留。 0x0 序列和活动周期。此寄存器定义器件保持活动模式的时间长度。 0xF 当经过此时间时，器件返回睡眠模式。 Rev. 0 | Page 101 of 130 访问类型 R R/W AD5940 定时器唤醒配置寄存器—TMRCON 地址 0x00000A1C，复位：0x0000；名称：TMRCON 表133. TMRCON寄存器位功能描述 位 [15:1] 0 位名称 保留 TMRINTEN 设置 描述 保留。 唤醒定时器使能。进入休眠模式之前设置此位，使得睡眠和唤醒定时器可 以唤醒芯片。 0 禁用唤醒定时器。 1 使能唤醒定时器。 Rev. 0 | Page 102 of 130 复位 0x0 0x0 访问类型 R R/W AD5940 中断 AD5940提供多种中断选项。这些中断可配置为切换GPIOx 自定义中断 引脚以响应中断事件。 用户可以在INTCSELx位[12:9]中选择四个自定义中断源。这 中断控制器中断 些自定义中断可以通过写入AFEGENINTSTA寄存器的相应 位来产生中断事件。只能通过序列器写入该寄存器。使用SPI 中断控制器分为两个模块。每个模块由一个INTCSELx寄存 写入AFEGENINTSTA寄存器无效。 器和一个INTCFLAGx寄存器组成。INTCPOL和INTCCLR寄 存器是两个模块通用的。在INTCSELx寄存器中使能某个中 外部中断配置 断后，INTCFLAGx寄存器中的相应位会置1。可用中断源如 AD5940实现了8个外部中断。可以配置这些外部中断来检测 表134所示。INTCFLAGx中断可配置为切换GPIOx引脚以响 以下类型事件的任意组合： 应中断事件。 配置中断 配置中断源之前，必须将GPIOx引脚配置为中断输出。  上升沿。逻辑检测到从低到高的跃迁并产生一个脉冲。  下降沿。逻辑检测到从高到低的跃迁并产生一个脉冲。  上升或下降沿。逻辑检测到从低到高或从高到低的跃 GPIO0、GPIO3和GPIO6可以配置为INT0输出。GPIO4和 迁并产生一个脉冲。 GPIO7可以配置为INT1输出。更多信息请参阅“数字端口复  用”部分。用户可以在INTCPOL寄存器中设置中断极性（上 外部源置为无效。 升沿或下降沿）。当触发中断时，选定的GPIOx引脚反转， 提醒主机微控制器发生了中断事件。要清除中断源，须写入 INTCCLR寄存器中的相应位。 高电平。逻辑检测到高电平。中断线保持有效，直到  低电平。逻辑检测到低电平。中断线保持有效，直到 外部源置为无效。 外部中断检测单元模块允许外部事件唤醒处于休眠模式的 AD5940。 表134. 中断源汇总 INTCFLAGx寄存器标志名称 FLAG0 FLAG1 FLAG2 FLAG3 FLAG4 FLAG5 FLAG6 FLAG7 FLAG8 FLAG13 FLAG15 FLAG16 FLAG17 FLAG23 FLAG24 FLAG25 FLAG26 FLAG27 FLAG29 FLAG31 中断源描述 ADC结果IRQ状态。 DFT结果IRQ状态。 Sinc2滤波器结果就绪IRQ状态。 温度结果IRQ状态。 ADC最小值不合格IRQ状态。 ADC最大值不合格IRQ状态。 ADC变化值不合格IRQ状态。 均值IRQ状态。 方差IRQ状态。 引导加载完成IRQ状态。 序列结束IRQ状态。 序列器超时已完成IRQ状态。参见“定时器命令”部分。 序列器超时命令错误IRQ状态。参见“定时器命令”部分。 数据FIFO满IRQ状态。 数据FIFO空IRQ状态。 数据FIFO阈值IRQ状态。DATAFIFOTHRES寄存器中设置的阈值。 数据FIFO上溢IRQ状态。 数据FIFO下溢IRQ状态。 异常值IRQ状态。检测何时检测到异常值。 尝试打断IRQ状态。当序列A正在运行时，如果发生序列B请求，就会设置此中断。该中断表示序 列B被忽略。 Rev. 0 | Page 103 of 130 AD5940 中断寄存器 表135. 中断寄存器汇总 地址 0x00003000 0x00003004 0x00003008 0x0000300C 0x00003010 0x00003014 0x0000209C 名称 INTCPOL INTCCLR INTCSEL0 INTCSEL1 INTCFLAG0 INTCFLAG1 AFEGENINTSTA 描述 中断极性寄存器 中断清零寄存器 中断控制器选择寄存器(INT0) 中断控制器选择寄存器(INT1) 中断控制器标志寄存器(INT0) 中断控制器标志寄存器(INT1) 模拟生成中断 复位 0x00000000 0x00000000 0x00002000 0x00002000 0x00000000 0x00000000 0x00000010 访问类型 R/W W R/W R/W R R R/W1C 中断极性寄存器—INTCPOL 地址0x00003000，复位：0x00000000；名称：INTCPOL 表136. INTCPOL寄存器位功能描述 位 [31:1] 0 位名称 保留 INTPOL 设置 描述 保留。 中断极性。 0 输出负边沿中断。 1 输出上升沿中断。 复位 0x0 0x0 访问类型 R R/W 中断清零寄存器—INTCCLR 地址0x00003004，复位：0x00000000；名称：INTCCLR 表137. INTCCLR寄存器位功能描述 位 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 位名称 INTCLR31 保留 INTCLR29 保留 INTCLR27 INTCLR26 INTCLR25 INTCLR24 INTCLR23 保留 INTCLR17 INTCLR16 INTCLR15 保留 INTCLR13 INTCLR12 INTCLR11 INTCLR10 INTCLR9 INTCLR8 INTCLR7 INTCLR6 INTCLR5 INTCLR4 INTCLR3 INTCLR2 INTCLR1 INTCLR0 设置 描述 尝试打断中断(IRQ)。写入1清0。 保留。 异常值IRQ。写入1清0。 保留。 数据FIFO下溢IRQ。写入1清0。 数据FIFO上溢IRQ。写入1清0。 数据FIFO阈值IRQ。写入1清0。 数据FIFO空IRQ。写入1清0。 数据FIFO满IRQ。写入1清0。 保留。 序列器超时错误IRQ。写入1清0。 序列器超时已完成IRQ。写入1清0。 序列结束IRQ。写入1清0。 保留。 引导加载完成IRQ。写入1清0。 自定义中断3 (IRQ3)。写入1清0。 自定义中断2 (INR)。写入1清0。 自定义中断1。写入1清0。 自定义中断0。写入1清0。 方差IRQ。写入1清0。 均值IRQ。写入1清0。 ADC变化值失败IRQ。写入1清0。 ADC最大值失败IRQ。写入1清0。 ADC最小值失败IRQ。写入1清0。 温度结果IRQ。写入1清0。 Sinc2滤波器结果就绪IRQ。写入1清0。 DFT结果IRQ。写入1清0。 ADC结果IRQ。写入1清0。 Rev. 0 | Page 104 of 130 复位 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 不适用 不适用 不适用 不适用 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 访问类型 W W W W W W W W W W W W W W W 不适用 不适用 不适用 不适用 W W W W W W W W W AD5940 中断控制器选择寄存器—INTCSEL0和INTCSEL1 地址0x00003008，复位：0x00002000；名称：INTCSEL0 地址0x0000300C，复位：0x00002000；名称：INTCSEL1 表138. INTCSEL0和INTCSEL1寄存器位功能描述 位 31 位名称 INTSEL31 设置 0 1 30 29 保留 INTSEL29 0 1 28 27 保留 INTSEL27 0 1 26 INTSEL26 0 1 25 INTSEL25 0 1 24 INTSEL24 0 1 23 INTSEL23 0 1 [22:18] 17 保留 INTSEL17 0 1 16 INTSEL16 0 1 15 INTSEL15 0 1 14 13 保留 INTSEL13 0 1 描述 尝试打断IRQ使能。 禁用中断。 使能中断。 保留。 异常值IRQ使能。 禁用中断。 使能中断。 保留。 数据FIFO下溢IRQ使能。 禁用中断。 使能中断。 数据FIFO上溢IRQ使能。 禁用中断。 使能中断。 数据FIFO阈值IRQ使能。 禁用中断。 使能中断。 数据FIFO空IRQ使能。 禁用中断。 使能中断。 数据FIFO满IRQ使能。 禁用中断。 使能中断。 保留。 序列器超时错误IRQ使能。 禁用中断。 使能中断。 序列器超时已完成IRQ使能。 禁用中断。 使能中断。 序列结束IRQ使能。 禁用中断。 使能中断。 保留。 引导加载完成IRQ使能。 禁用中断。 使能中断。 Rev. 0 | Page 105 of 130 复位 0x0 访问类型 R/W 0x0 0x0 R/W R/W 0x0 0x0 R/W R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 0x0 0x0 R/W R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 0x0 0x1 R/W R/W AD5940 位 12 位名称 INTSEL12 设置 0 1 11 INTSEL11 0 1 10 INTSEL10 0 1 9 INTSEL9 0 1 8 INTSEL8 0 1 7 INTSEL7 0 1 6 INTSEL6 0 1 5 INTSEL5 0 1 4 INTSEL4 0 1 3 INTSEL3 0 1 2 INTSEL2 0 1 1 INTSEL1 0 1 0 INTSEL0 0 1 描述 自定义IRQ3使能。 禁用中断。 使能中断。 自定义IRQ 2使能。 禁用中断。 使能中断。 自定义IRQ 1使能。 禁用中断。 使能中断。 自定义IRQ 0使能。 禁用中断。 使能中断。 方差IRQ使能。 禁用中断。 使能中断。 均值IRQ使能。 禁用中断。 使能中断。 ADC变化值不合格IRQ使能。 禁用中断。 使能中断。 ADC最大值不合格IRQ使能。 禁用中断。 使能中断。 ADC最小值不合格IRQ使能。 禁用中断。 使能中断。 温度结果IRQ使能。 禁用中断。 使能中断。 Sinc2滤波器结果就绪IRQ使能。 禁用中断。 使能中断。 DFT结果IRQ使能。 禁用中断。 使能中断。 ADC结果IRQ使能。 禁用中断。 使能中断。 Rev. 0 | Page 106 of 130 复位 0x0 访问类型 R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 0x0 R/W AD5940 中断控制器标志寄存器—INTCFLAG0和INTCFLAG1 地址0x00003010，复位：0x00000000；名称：INTCFLAG0 地址0x00003014，复位：0x00000000；名称：INTCFLAG1 表139. INTCFLAG0和INTCFLAG1寄存器位功能描述 位 31 位名称 FLAG31 设置 0 1 30 29 保留 FLAG29 0 1 28 27 保留 FLAG27 0 1 26 FLAG26 0 1 25 FLAG25 0 1 24 FLAG24 0 1 23 FLAG23 0 1 [22:18] 17 保留 FLAG17 0 1 16 FLAG16 0 1 15 FLAG15 0 1 14 13 保留 FLAG13 0 1 描述 尝试打断IRQ状态。当序列A正在运行时，如果序列B请求到达，就会设置 此位，表示序列B被忽略。 中断未置为有效。 中断置为有效。 保留。 异常值IRQ状态。 中断未置为有效。 中断置为有效。 保留。 数据FIFO下溢IRQ状态。 中断未置为有效。 中断置为有效。 数据FIFO上溢IRQ状态。 中断未置为有效。 中断置为有效。 数据FIFO阈值IRQ状态。 中断未置为有效。 中断置为有效。 数据FIFO空IRQ状态。 中断未置为有效。 中断置为有效。 数据FIFO满IRQ状态。 中断未置为有效。 中断置为有效。 保留。 序列器超时错误IRQ状态。 中断未置为有效。 中断置为有效。 序列器超时已完成IRQ状态。 中断未置为有效。 中断置为有效。 序列结束IRQ状态。 中断未置为有效。 中断置为有效。 保留。 引导加载完成IRQ状态。 中断未置为有效。 中断置为有效。 Rev. 0 | Page 107 of 130 复位 0x0 访问类型 R 0x0 0x0 R R 0x0 0x0 R R 0x0 R 0x0 R 0x0 R 0x0 R 0x0 0x0 R R 0x0 R 0x0 R 0x0 0x0 R R AD5940 位 12 位名称 FLAG12 设置 0 1 11 FLAG11 0 1 10 FLAG10 0 1 9 FLAG9 0 1 8 FLAG8 0 1 7 FLAG7 0 1 6 FLAG6 0 1 5 FLAG5 0 1 4 FLAG4 0 1 3 FLAG3 0 1 2 FLAG2 0 1 1 FLAG1 0 1 0 FLAG0 0 1 描述 复位 自定义中断3状态。 0x0 中断未置为有效。 中断置为有效。 自定义中断2状态。 0x0 中断未置为有效。 中断置为有效。 自定义中断1状态。 0x0 中断未置为有效。 中断置为有效。 自定义中断0状态。 0x0 中断未置为有效。 中断置为有效。 方差IRQ状态。 0x0 中断未置为有效。 中断置为有效。 均值IRQ状态。 0x0 中断未置为有效。 中断置为有效。 ADC变化值不合格IRQ状态。此位置1时，表示两个连续ADC结果之间的 0x0 差值大于ADCDELTA寄存器指定的值。此位清0时，表示自上次清0以来， 没有检测到两个连续ADC值之间的差值大于限值的情况。 中断未置为有效。 中断置为有效。 ADC最大值不合格IRQ状态。此位置1时，表示ADC结果大于ADCMAX寄 0x0 存器指定的最大值。此位清0时，表示没有检测到ADC值大于最大值的 情况。 中断未置为有效。 中断置为有效。 ADC最小值不合格IRQ状态。此位置1时，表示ADC结果小于ADCMIN寄存 0x0 器指定的最小值。此位清0时，表示自上次清0以来，没有检测到ADC值 小于最小值的情况。 中断未置为有效。 中断置为有效。 温度结果IRQ状态。 0x0 中断未置为有效。 中断置为有效。 Sinc2滤波器结果就绪IRQ状态。 0x0 中断未置为有效。 中断置为有效。 DFT结果IRQ状态。 0x0 中断未置为有效。 中断置为有效。 ADC结果IRQ状态。 0x0 中断未置为有效。 中断置为有效。 Rev. 0 | Page 108 of 130 访问类型 R R R R R R R R R R R R R AD5940 模拟生成中断寄存器—AFEGENINTSTA 地址0x0000209C，复位：0x00000010；名称：AFEGENINTSTA AFEGENINTSTA寄存器提供自定义中断生成。只能通过序列器写入此寄存器。使用SPI写入此寄存器无效。使用SPI读取此寄存 器不会返回有意义的数据。 表140. AFEGENINTSTA寄存器位功能描述 位 [31:4] 3 2 1 0 位名称 保留 CUSTOMINT3 CUSTOMINT2 CUSTOMINT1 CUSTOMINT0 设置 描述 保留。 通用自定义中断3。使用序列器程序手动设置此位。将1写入此位会触发中断。 通用自定义中断2。使用序列器程序手动设置此位。将1写入此位会触发中断。 通用自定义中断1。使用序列器程序手动设置此位。将1写入此位会触发中断。 通用自定义中断0。使用序列器程序手动设置此位。将1写入此位会触发中断。 复位 0x1 0x0 0x0 0x0 0x0 访问类型 R R/W1C R/W1C R/W1C R/W1C 外部中断配置寄存器 表141. 外部中断寄存器汇总 地址 0x00000A20 0x00000A24 0x00000A28 0x00000A30 名称 EI0CON EI1CON EI2CON EICLR 描述 外部中断配置0寄存器 外部中断配置1寄存器 外部中断配置2寄存器 外部中断清零寄存器 复位 0x0000 0x0000 0x0000 0xC000 访问类型 R/W R/W R/W R/W 外部中断配置0寄存器—EI0CON 地址0x00000A20，复位：0x0000；名称：EI0CON 表142. EI0CON寄存器位功能描述 位 15 位名称 IRQ3EN 设置 0 1 [14:12] IRQ3MDE 000 001 010 011 100 101 110 111 11 IRQ2EN 0 1 [10:8] IRQ2MDE 000 001 010 011 100 描述 外部中断3使能位。在将器件置于休眠模式之前设置此位，即允许GPIO3唤醒器件。 禁用外部中断3。 使能外部中断3。 外部中断3模式位。 上升沿。 下降沿。 上升或下降沿。 高电平。 低电平。 下降沿（同001）。 上升或下降沿（同010）。 高电平（同011）。 外部中断2使能位。在将器件置于休眠模式之前设置此位，即允许GPIO2唤醒器件。 禁用外部中断2。 使能外部中断2。 外部中断2模式位。 上升沿。 下降沿。 上升或下降沿。 高电平。 低电平。 Rev. 0 | Page 109 of 130 复位 0x0 访问类型 R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 0x0 R/W AD5940 位 位名称 7 IRQ1EN 设置 101 110 111 0 1 [6:4] IRQ1MDE 000 001 010 011 100 101 110 111 3 IRQ0EN 0 1 [2:0] IRQ0MDE 000 001 010 011 100 101 110 111 描述 下降沿（同001）。 上升或下降沿（同010）。 高电平（同011）。 外部中断1使能位。在将器件置于休眠模式之前设置此位，即允许GPIO1唤醒器件。 禁用外部中断1。 使能外部中断1。 外部中断1模式位。 上升沿。 下降沿。 上升或下降沿。 高电平。 低电平。 下降沿（同001）。 上升或下降沿（同010）。 高电平（同011）。 外部中断0使能位。在将器件置于休眠模式之前设置此位，即允许GPIO0唤醒器件。 禁用外部中断0。 使能外部中断0。 外部中断0模式位。 上升沿。 下降沿。 上升或下降沿。 高电平。 低电平。 下降沿（同001）。 上升或下降沿（同010）。 高电平（同011）。 复位 访问类型 0x0 R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 复位 0x0 访问类型 R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 外部中断配置1寄存器—EI1CON 地址0x00000A24，复位：0x0000；名称：EI1CON 表143. EI1CON寄存器位功能描述 位 15 位名称 IRQ7EN 设置 0 1 [14:12] IRQ7MDE 000 001 010 011 100 101 110 111 11 IRQ6EN 0 1 描述 外部中断7使能位。在将器件置于休眠模式之前设置此位，即允许GPIO7唤醒器件。 禁用外部中断7。 使能外部中断7。 外部中断7模式位。 上升沿。 下降沿。 上升或下降沿。 高电平。 低电平。 下降沿（同001）。 上升或下降沿（同010）。 高电平（同011）。 外部中断6使能位。在将器件置于休眠模式之前设置此位，即允许GPIO6唤醒器件。 禁用外部中断6。 使能外部中断6。 Rev. 0 | Page 110 of 130 AD5940 位 位名称 [10:8] IRQ6MDE 设置 000 001 010 011 100 101 110 111 7 IRQ5EN 0 1 [6:4] IRQ5MDE 000 001 010 011 100 101 110 111 3 IRQ4EN 0 1 [2:0] IRQ4MDE 000 001 010 011 100 101 110 111 描述 外部中断6模式位。 上升沿。 下降沿。 上升或下降沿。 高电平。 低电平。 下降沿（同001）。 上升或下降沿（同010）。 高电平（同011）。 外部中断5使能位。在将器件置于休眠模式之前设置此位，即允许GPIO5唤醒器件。 禁用外部中断5。 使能外部中断5。 外部中断5模式位。 上升沿。 下降沿。 上升或下降沿。 高电平。 低电平。 下降沿（同001）。 上升或下降沿（同010）。 高电平（同011）。 外部中断4使能位。在将器件置于休眠模式之前设置此位，即允许GPIO4唤醒器件。 禁用外部中断4。 使能外部中断4。 外部中断4模式位。 上升沿。 下降沿。 上升或下降沿。 高电平。 低电平。 下降沿（同001）。 上升或下降沿（同010）。 高电平（同011）。 复位 0x0 访问类型 R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 复位 0x0 0x0 访问类型 R R/W 0x0 R/W 外部中断配置2寄存器—EI2CON 地址0x00000A28，复位：0x0000；名称：EI2CON 表144. EI2CON寄存器位功能描述 位 位名称 [15:4] 保留 3 BUSINTEN 设置 0 1 [2:0] BUSINTMDE 000 001 010 011 100 101 110 111 描述 保留。 总线中断检测使能位。在将器件置于休眠模式之前设置此位，即允许SPI唤醒器件。 禁用总线中断唤醒。 使能总线中断唤醒。 总线中断检测模式位。 上升沿。 下降沿。 上升或下降沿。 高电平。 低电平。 下降沿（同001）。 上升或下降沿（同010）。 高电平（同011）。 Rev. 0 | Page 111 of 130 AD5940 外部中断清零寄存器—EICLR 地址0x00000A30，复位：0xC000；名称：EICLR 表145. EICLR寄存器位功能描述 位 15 14 [13:9] 8 7 6 5 4 3 2 1 0 位名称 设置 AUTCLRBUSEN AUTCLRIRQEN 保留 BUSINT IRQ7 IRQ6 IRQ5 IRQ4 IRQ3 IRQ2 IRQ1 IRQ0 描述 使能总线中断自动清零。此位设置为1就会使能自动清零。 使能外部中断0至外部中断7的自动清零。此位设置为1就会使能自动清零。 保留。 总线中断。此位设置为1可清除内部中断标志。此位由硬件自动清零。 外部中断7。此位设置为1可清除内部中断标志。此位由硬件自动清零。 外部中断6。此位设置为1可清除内部中断标志。此位由硬件自动清零。 外部中断5。此位设置为1可清除内部中断标志。此位由硬件自动清零。 外部中断4。此位设置为1可清除内部中断标志。此位由硬件自动清零。 外部中断3。此位设置为1可清除内部中断标志。此位由硬件自动清零。 外部中断2。此位设置为1可清除内部中断标志。此位由硬件自动清零。 外部中断1。此位设置为1可清除内部中断标志。此位由硬件自动清零。 外部中断0。此位设置为1可清除内部中断标志。此位由硬件自动清零。 Rev. 0 | Page 112 of 130 复位 0x1 0x1 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 访问类型 R/W R/W R R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W AD5940 数字输入/输出 数字输入/输出特性 位反转 AD5940具有8个GPIO引脚。GPIO组成一个端口，其宽度为 GP0端口有一个对应的位反转寄存器GP0TGL。使用位反转 8位。每个GPIOx包含多重功能，用户代码可配置这些功能。 寄存器可以反转一个或多个GPIO数据输出，而不会影响端 OUTPUT ENABLE GP0OEN 口内的其他输出。只有对应于写数据位等于1的GPIOx引脚 才会被反转。其余GPIO不受影响。 OUTPUT DATA GP0OUT, GP0SET, GP0CLR, GP0TGL 输入/输出数据输出使能 GPIO GP0端口有一个数据输出使能寄存器GP0OEN，通过该寄存 器可以使能数据输出路径。当数据输出使能寄存器位设置 INPUT ENABLE GP0IEN 时，GP0OUT中的值会反映在相应的GPIOx引脚上。 16778-045 中断输入 INPUT DATA GP0IN 每个GPIOx引脚都可以配置为对外部事件做出反应。这些事 件可以检测到并用于唤醒器件或触发特定序列。这些事件在 图48. 数字输入/输出示意图 EIxCON寄存器中配置。写入EICLR寄存器中的相应位会清 数字输入/输出操作 除中断标志。更多信息请参见“中断”部分。 输入/输出上拉使能 中断输出 GPIO0、GPIO1、GPIO3、GPIO4、GPIO5、GPIO6和GPIO7 AD5940有两个外部中断，这些中断可映射到某些GPIOx引 引脚具有上拉电阻，使用GP0PE寄存器可使能或禁用这些电 脚（参见GP0CON寄存器）。发生中断时，AD5940将GPIOx 阻。未使用的GPIO必须禁用其相应的上拉电阻以降低功耗。 引脚设为高电平。当中断清零时，AD5940将GPIOx引脚拉 输入/输出数据输入 低。这些中断在中断控制器寄存器中配置（参见“中断” 部分）。 当使用GP0IEN寄存器将GPIOs配置为输入时，GP0IN寄存器 数字端口复用 可提供GPIO输入电平。 数字端口复用模块可控制指定引脚的GPIO功能。这些选项 输入/输出数据输出 当GPIOs配置为输出时，GP0OUT寄存器值会反映在GPIOs上。 位设置 GP0端口有一个对应的位设置寄存器GP0SET。使用位设置 寄存器可以设置一个或多个GPIO数据输出，而不会影响端 口内的其他输出。只有对应于写数据位等于1的GPIOx才会 被设置。其余GPIO不受影响。 在GP0CON寄存器中配置。 使用序列器控制GPIOx AD5940上的每个GPIOx都可以通过序列器进行控制。在时序 关键应用期间，此控制允许利用专用寄存器SYNCEXTDEVICE 同步外部器件。要通过此寄存器控制GPIO，首先必须在 GP0OEN寄存器中将GPIOx配置为输出，然后在GP0CON寄存 器中选择同步。 位清零 GP0端口有一个对应的位清零寄存器GP0CLR。使用位清零 寄存器可以清除一个或多个GPIO数据输出，而不会影响端 口内的其他输出。只有对应于写数据位等于1的GPIOx才会 被清零。其余GPIO不受影响。 Rev. 0 | Page 113 of 130 AD5940 表146. GPIOx复用选项 GPIOx名称 GPIO0 GPIO1 GPIO2 GPIO3 GPIO4 GPIO5 GPIO6 GPIO7 00 中断0输出 通用输入/输出 POR信号输出 通用输入/输出 通用输入/输出 通用输入/输出 通用输入/输出 通用输入/输出 01 序列0触发 序列1触发 序列2触发 序列3触发 序列0触发 序列1触发 序列2触发 序列3触发 PINxCFG位设置选项 10 同步外部器件0 同步外部器件1 同步外部器件2 同步外部器件3 同步外部器件4 同步外部器件5 同步外部器件6 同步外部器件7 11 通用输入/输出 深度睡眠 外部时钟输入 中断0输出 中断1输出 外部时钟输入 中断0输出 中断1输出 GPIO寄存器 表147. GPIO寄存器汇总 地址 0x00000000 0x00000004 0x00000008 0x0000000C 0x00000010 0x00000014 0x00000018 0x0000001C 0x00000020 名称 GP0CON GP0OEN GP0PE GP0IEN GP0IN GP0OUT GP0SET GP0CLR GP0TGL 描述 GPIO端口0配置寄存器 GPIO端口0输出使能寄存器 GPIO端口0上拉和下拉使能寄存器 GPIO端口0输入路径使能寄存器 GPIO端口0寄存数据输入寄存器 GPIO端口0数据输出寄存器 GPIO端口0数据输出设置寄存器 GPIO端口0数据输出清零寄存器 GPIO端口0引脚反转寄存器 复位 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 0x0000 访问类型 R/W R/W R/W R/W R R/W W W W GPIO端口0配置寄存器—GP0CON 地址0x00000000，复位：0x0000；名称：GP0CON GP0CON寄存器配置8个GPIO中每一个的配置。 表148. GP0CON寄存器位功能描述 位 [15:14] 位名称 PIN7CFG 设置 00 01 10 11 [13:12] PIN6CFG 00 01 10 11 [11:10] PIN5CFG 00 01 10 11 [9:8] PIN4CFG 00 01 10 11 描述 GPIO 7配置位。 通用输入/输出。 序列3触发信号输入来自微控制器单元(MCU)侧。 同步外接器件7输出信号。 中断1输出。 GPIO6配置位。 通用输入/输出。 序列2触发信号输入来自MCU侧。 同步外接器件6输出信号。 中断0输出。 GPIO5配置位。 通用输入/输出。 序列1触发信号输入来自MCU侧。 同步外接器件5输出信号。 外部时钟输入(EXTCLK)。 GPIO4配置位。 通用输入/输出。 序列0触发信号输入来自MCU侧。 同步外接器件4输出信号。 中断1输出。 Rev. 0 | Page 114 of 130 复位 0x0 访问类型 R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 0x0 R/W AD5940 位 [7:6] 位名称 PIN3CFG 设置 00 01 10 11 [5:4] PIN2CFG 00 01 10 11 [3:2] PIN1CFG 00 01 10 11 [1:0] PIN0CFG 00 01 10 11 描述 GPIO3配置位。 通用输入/输出。 序列3触发信号输入来自MCU侧。 同步外接器件3输出信号。 中断0输出。 GPIO2配置位。 POR信号输出。 序列2触发信号输入来自MCU侧。 同步外接器件2输出信号。 外部时钟输入(EXTCLK)。 GPIO1配置位。 通用输入/输出。 序列1触发信号输入来自MCU侧。 同步外接器件1输出信号。 深度睡眠。睡眠标志，指示AD5940处于休眠模式。读取数据FIFO时使用。当 MCU收到FIFO满或几乎满中断时，MCU等待该引脚变为高电平。然后，MCU 唤醒AD5940并读取数据FIFO。读取数据FIFO后，MCU发送命令将AD5940重新 置于睡眠模式。 GPIO0配置位。 中断0输出。 序列0触发信号输入来自MCU侧。 同步外接器件0输出信号。 通用输入/输出。 复位 0x0 访问类型 R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 0x0 R/W 复位 0x0 0x0 访问类型 R R/W 描述 复位 保留。 0x0 引脚拉动使能。此范围内的每个位设置时，相应引脚的上拉和/或下拉电阻即 0x0 使能。每个位清零时，相应引脚的上拉/下拉电阻即禁用。 访问类型 R R/W GPIO端口0输出使能寄存器—GP0OEN 地址0x00000004，复位：0x0000；名称：GP0OEN GP0OEN寄存器使能每个GPIO的输出。 表149. GP0OEN寄存器位功能描述 位 [15:8] [7:0] 位名称 保留 OEN 设置 描述 保留。 引脚输出驱动使能。此范围内的每个位设置时，相应引脚的输出即使能。 每个位清零时，相应引脚的输出即禁用。 GPIO端口0上拉和下拉使能寄存器—GP0PE 地址0x00000008，复位：0x0000；名称：GP0PE 表150. GP0PE寄存器位功能描述 位 [15:8] [7:0] 位名称 保留 PE 设置 GPIO端口0输入路径使能寄存器—GP0IEN 地址0x0000000C，复位：0x0000；名称：GP0IEN 表151. GP0IEN寄存器位功能描述 位 [15:8] [7:0] 位名称 保留 IEN 设置 描述 复位 保留。 0x0 输入路径使能。每个位设置时，使能GPIOx引脚的输入路径；清零时禁用输入 0x0 路径。 Rev. 0 | Page 115 of 130 访问类型 R R/W AD5940 GPIO端口0寄存数据输入—GP0IN 地址0x00000010，复位：0x0000；名称：GP0IN 表152. GP0IN寄存器位功能描述 位 [15:8] [7:0] 位名称 保留 IN 设置 描述 复位 保留。 0x0 寄存数据输入。如果相应的输入缓冲器使能，则每个位反映GPIOx引脚的状 0x0 态。如果引脚输入缓冲器禁用，则看到的值为零。 访问类型 R R GPIO端口0数据输出寄存器—GP0OUT 地址0x00000014，复位：0x0000；名称：GP0OUT 表153. GP0OUT寄存器位功能描述 位 [15:8] [7:0] 位名称 保留 OUT 设置 描述 复位 保留。 0x0 数据输出。由用户代码设置，将相应的GPIOx驱动为高电平。由用户清零， 0x0 将相应的GPIOx驱动为低电平。 访问类型 R R/W GPIO端口0数据输出设置寄存器—GP0SET 地址0x00000018，复位：0x0000；名称：GP0SET 表154. GP0SET寄存器位功能描述 位 [15:8] [7:0] 位名称 保留 置1 设置 描述 保留。 将输出设置为高电平。由用户代码设置，将相应的GPIOx驱动为高电平。 此位清0无影响。 复位 0x0 0x0 访问类型 R W 描述 复位 保留。 0x0 将输出设置为低电平。置1时，将对应的GPIOx引脚驱动到低电平。此位清0 0x0 无影响。 访问类型 R W GPIO端口0数据输出清零寄存器—GP0CLR 地址0x0000001C，复位：0x0000；名称：GP0CLR 表155. GP0CLR寄存器位功能描述 位 [15:8] [7:0] 位名称 保留 CLR 设置 GPIO端口0引脚反转寄存器—GP0TGL 地址0x00000020，复位：0x0000；名称：GP0TGL 表156. GP0TGL寄存器位功能描述 位 [15:8] [7:0] 位名称 保留 TGL 设置 描述 保留 反转输出。置1时，反转对应的GPIOx引脚。此位清0无影响。 Rev. 0 | Page 116 of 130 复位 0x0 0x0 访问类型 R W AD5940 系统复位 AD5940提供以下复位源： 主机微控制器可通过将SWRSTCON位0清0来触发AD5940  外部复位。 的软件复位。建议将AD5940的 RESET引脚连接到主机处理  POR。 器上的GPIO引脚，以便控制器能够控制硬件复位。  器件数字部分的软件复位。低功耗PA和低功耗TIA电 AD5940复位状态寄存器为RSTSTA。读取该寄存器可确定芯 路不复位。 片的复位源。 在外部硬件复位或POR期间，AD5940复位。 软件复位可以忽略以确保用于偏置外部传感器的电路不受 外部复位或硬件复位连接到外部 RESET 引脚。拉低此引脚 干扰。这些电路包括超低功耗DAC、功率放大器和TIA。可 时，即发生复位。所有电路和控制寄存器都返回到默认状态。 编程开关电路也可以配置为在复位时保持状态不变。 模拟芯片复位寄存器 表157. 模拟芯片复位寄存器汇总 地址 0x00000A5C 0x00000424 0x00000A40 名称 RSTCONKEY SWRSTCON RSTSTA 描述 SWRSTCON寄存器的密钥保护。 软件复位寄存器。 复位状态寄存器。 复位 0x0000 0x0001 0x0000 访问类型 W R/W R/W1C RSTCON寄存器的密钥保护—RSTCONKEY 地址0x00000A5C，复位：0x0000；名称：RSTCONKEY 表158. RSTCONKEY寄存器位功能描述 位 [15:0] 位名称 说明 设置 描述 复位 复位控制密钥寄存器。SWRSTCON寄存器受密钥保护，密钥值为0x12EA。输入密钥 0x0 后才能写入SWRSTCON寄存器。若在写入SWRSTCON寄存器之前写入任何其他寄存 器，则保护将返回到锁定状态。 访问类型 W 软件复位寄存器—SWRSTCON 地址0x00000424，复位：0x0001；名称：SWRSTCON 表159. SWRSTCON寄存器位功能描述 位 [15:1] 0 位名称 保留 SWRSTL 设置 描述 保留。 软件复位。写入RESTCONKEY寄存器以解锁此寄存器。 0 不复位。 0xA158 触发复位。 复位 0x0 0x1 访问类型 R R/W 描述 复位 保留。 0x0 MMR软件复位。写入SWRSTCON寄存器时，此位自动置1。写入1可将此位清0。 0x0 保留。 0x0 外部复位。发生外部复位时，此位自动置1。写入1可将此位清0。 0x0 AFE上电复位。发生POR时，此位自动置1。写入1可将此位清0。 0x0 访问类型 R R/W1C R/W1C R/W1C R/W1C 复位状态寄存器—RSTSTA 地址0x00000A40，复位：0x0000；名称：RSTSTA 表160. RSTSTA寄存器位功能描述 位 [15:4] 3 2 1 0 位名称 保留 MMRSWRST 保留 EXTRST POR 设置 Rev. 0 | Page 117 of 130 AD5940 功耗模式 AD5940有四种主要功耗模式：有效高功率模式(>80 kHz)、 PWRMOD位14 = 0。位14控制到ADC模块的电源开关。当 有效正常模式(80 kHz) 的电流消耗。 当生成或测量80 kHz以上的高带宽信号时，建议使用有效高 低功率DAC、基准电压源和放大器也可以保持有效以维持 功率模式(>80 kHz)。选择32 MHz振荡器来驱动高速DAC和 外部传感器的偏置。但是，电流消耗会增加。 ADC电路以处理高带宽信号。要使能高功率模式，请执行 关断模式 如下步骤： 关断模式类似于休眠模式，但用户需要关断低功耗模拟模块。 1. 写入PMBW = 0x000D。 2. 将系统时钟分频器设置为2，并将ADC时钟分频器设置 低功耗模式 为1。 AD5940为EDA测量等超低功耗应用提供了一项功能，即写入 LPMODECON寄存器可同时关断各种模块。LPMODECON寄 3. 将振荡器切换到32 MHz。 4. 设置ADCFILTERCON位0 = 1以使能1.6 MHz ADC采样 速率。 存器中有许多位对应于某些模拟模块。通过将这些位设置为 1，相应的电路即关断以节省功耗。例如，将1写入 LPMODECON的位1会关断高功率基准电压源。 有效低功耗模式(