奇怪的XPT2046_ADC芯片的SPI时序！

ID:232366 · 发表于 2021-11-11 20:56

今天在写XPT2046的ADC芯片程序时发现的一个问题对芯片使用SPI方式写入指令时的时序问题下面上逻辑分析仪波形图：

时序1

请看图一：
0通道为时钟信号
1通道为单片机写入信号（数据）
2通道为ADC 输出信号（数据）
3通道为片选信号（略）

根据数据手册得知：控制字节的位在时钟的上升沿时锁存进去。
问题1：就是在对于的逻辑分析仪2通道可以看到在写入控制字节时（因为时钟出现下降沿？？？）也出现了读出的时序，写入的同时就在输出？？？？而且在读的时候同时也在写入（是因为读的时候时钟产生了上升沿吗？？？？）

问题2：特别是BUSY忙时脚位到底时干嘛的？控制字节写完后此脚产生一个时钟周期的高电平？？？（是不是可以认为是等待ADC转换完毕的时间？？）
DOUT引脚会送出ADC转换的数字量的最高位？

虚心向论坛老铁请教一下！！！！！！！！！！

CS_N：芯片选中信号，当CS_N被拉低时，用来控制转换时序并使能串行输入/输出寄存器以移出或移入数据。当该引脚为高电平时，芯片（ADC）进入掉电模式。
DCLK：外部时钟输入，该时钟用来驱动SARADC的转换进程并驱动数字IO上的串行数据传输。
DIN：芯片的数据串行输入脚，当CS为低电平时，数据在串行时钟DCLK的上升沿被锁存到片上的寄存器。
DOUT：串行数据输出，在串行时钟DCLK的下降沿数据从此引脚上移出，当CS_N引脚为高电平时，该引脚为高阻态。

BUSY：忙输出信号，当芯片接收完命令并开始转换时，该引脚产生一个DCLK周期的高电平。
当该引脚由高点平变为低电平的时刻，转换结果的最高位数据呈现在DOUT引脚上，
主控可以读取DOUT的值。当CS_N引脚为高电平时，BUSY引脚为高阻态。

ID:517951 · 发表于 2021-11-12 08:42

2046这个电阻触控IC上个月用过， clcok 信号要输入8+1+16个，前面8个是写入控制字节0x90,0xd0, 再给一个clcok用于清除busy信号，后面16个clock是用来接收12位AD转换xy的坐标。
问题1：写入0x90，0xd0的时候，2046是不会发送AD信号的。要等busy信号清除之后，才发送。我用的过程中，写入0x90，0xd0的时候，miso上是没有信号跳变的，清除busy信号之后，2046才外发数据。
问题2：busy信号是AD转换过程需要花费时间，完成了2046会清除。

以上是我的一点经验共享。

ID:232366 · 发表于 2021-11-12 10:24

rayin 发表于 2021-11-12 08:42
2046这个电阻触控IC上个月用过， clcok 信号要输入8+1+16个，前面8个是写入控制字节0x90,0xd0, 再给一个clc ...

非常感谢分享经验！我现在只是使用此芯片作为ADC模块且并没有把BUSY管脚到单片机上。
现在的这个时序好奇怪并没有读取DOUT的数据，
写的同时也会有数据返回！！！！！！！一时半会弄不明白！！！！！！

ID:624769 · 发表于 2021-11-12 14:42

DOUT 一般需要10K上拉，你的MISO 低电平肯定有问题，没有信号的时候，即使IO高阻也应该高电平。

ID:232366 · 发表于 2021-11-12 18:12

188610329 发表于 2021-11-12 14:42
DOUT 一般需要10K上拉，你的MISO 低电平肯定有问题，没有信号的时候，即使IO高阻也应该高电平。

有的！根据数据手册所说此脚是AD串行数字量输出供单片机读取而我单片机IO脚是有对应上拉电阻的10K应该没什么问题吧? 依您所说即使没有信号时和此脚IO高阻也应该出现高电平状态！但是现在恰恰相反！而且出现电平跳变的地方也正是在写入控制字节时的CLOCK脉冲下出现的?我现在就是因为这个才感到疑惑。按手册所说DOUT引脚是在BUSY引脚出现下降沿时ADC转换结果的最高位会出现在DOUT引脚。现在恰恰是在写入控制字节时DOUT就已经在输出了?在逻辑分析仪上可以看出。

ID:232366 · 发表于 2021-11-12 21:33

人工置顶员发表于 2021-11-12 18:57
顶一下

感谢！

ID:624769 · 发表于 2021-11-12 22:27

你试试看调整一下时序，

拉低CS 之后，拉高DI, 给1微秒的延时之后，再拉高时钟线，看你的时序图时钟和DI几乎同时拉高了，是不是这个原因造成你的DOUT 又拉低了呢？因为没有收到有效信号？

ID:232366 · 发表于 2021-11-14 00:02

188610329 发表于 2021-11-12 22:27
你试试看调整一下时序，

拉低CS 之后，拉高DI, 给1微秒的延时之后，再拉高时钟线，看你的时序图时钟 ...

以按照您建议操作也并未有啥改善反倒直接没有输出了！尴尬

ID:420836 · 发表于 2021-11-14 03:48

感谢分享有关 SPI 时序

ID:517951 · 发表于 2021-11-14 09:56

用示波器抓下波形相对逻辑分析仪要准确一点, 逻辑分析仪对速度快点的信号可能不准确,给你造成误导. 希望对你有用.

ID:232366 · 发表于 2021-11-14 11:25

TTQ001 发表于 2021-11-14 03:48
感谢分享有关 SPI 时序

一起学习

ID:232366 · 发表于 2021-11-14 11:26

rayin 发表于 2021-11-14 09:56
用示波器抓下波形相对逻辑分析仪要准确一点, 逻辑分析仪对速度快点的信号可能不准确,给你造成误导. 希望对 ...

感谢提出建议！

ID:624769 · 发表于 2021-11-14 12:49

SHANWAZI 发表于 2021-11-14 00:02
以按照您建议操作也并未有啥改善反倒直接没有输出了！尴尬

是这个东西吧?

按时序图上看, CS拉底后，DI 必须置1，然后再给时钟，此时Dout会为低，所以你说的没“输出”如果指为低，那么就对了。
唯一不确定的，就是下面那两条线Dirver1 and 2，是否必须在第五个时钟拉高，是不是必要条件，但是感觉，拉高的时机来看，必须拉高了，后面才会有Busy, Dout才会有回传。你现在横竖不成功，可以试试。

ID:232366 · 发表于 2021-11-14 13:22

188610329 发表于 2021-11-14 12:49
是这个东西吧?

是的是的他的真正在处于转换是不是在BUSY变成高电平后的八个时钟周期或者是12个？

ID:624769 · 发表于 2021-11-14 14:05

SHANWAZI 发表于 2021-11-14 13:22
是的是的他的真正在处于转换是不是在BUSY变成高电平后的八个时钟周期或者是12个？

真正转换，应该在busy为高，表示在转换。
此时你再给一个时钟，之后，就安静等待Busy为低，等到busy 为低了，DOUT就会输出，可能是1可能是0这个不用管，反正给够12个时钟，收足12个位数据，然后再算到底是多少。

ID:232366 · 发表于 2021-11-14 14:39

188610329 发表于 2021-11-14 14:05
真正转换，应该在busy为高，表示在转换。
此时你再给一个时钟，之后，就安静等待Busy为低，等到busy 为 ...

实际上篮筐这里才是才是真正的AD转换对不？？？也就是BUSY变为高电平后的前面的控制字节写完后BUSY就是高电平了，
是不是可以考虑使用一点延时等一下过去？？？？BUSY的下降沿时刻会把ADC结果最高位出现在DOUT供外部读取！！！！！

ID:624769 · 发表于 2021-11-14 16:32

当Dout开始输出的时候，转换已经完毕了，
所以，你唯一需要等待的，只是BUSY 变低电平。
代码上来讲，你只需要在发完PD0之后， BUSY == 1 之后，
再给一个时钟即第9时钟，之后，
while(BUSY); 傻等BUSY为0即可
然后，就是接受12位数据。
按时序图上看，收完11位数据后，收最后一位数据时 Driver 2 需要给低电平，然后再给3个空时钟，然后CS拉高。

ID:232366 · 发表于 2021-11-14 16:59

188610329 发表于 2021-11-14 16:32
当Dout开始输出的时候，转换已经完毕了，
所以，你唯一需要等待的，只是BUSY 变低电平。
代码上来讲，你 ...

感谢指导！！！！！似乎明白这时序图了！！！！原来一直是我看错时序图了。

ID:232366 · 发表于 2021-11-14 20:57

SHANWAZI 发表于 2021-11-14 16:59
感谢指导！！！！！似乎明白这时序图了！！！！原来一直是我看错时序图了。

但是看起来时序也不太对和实际输出值差异大读取错误！！！！！！！！！！

ID:624769 · 发表于 2021-11-14 22:07

你试试看极端值，比如最低，或者最高，是不是给你全0，全1，是的话，就说明，通讯肯定是对的，如果不是的话，那么还是分析分析Driver 1 & 2 这里是不是有什么问题。手册我没仔细看。毕竟这芯片我也没有，研究了也没啥用，但是，比较确定的是，Driver 1 & 2 肯定是有一定用处的。也许是触控板的控制，也许是ADC控制，细读手册吧，按IO的标注来看，通信协议有点类似 MicroWire 非常接近SPI 但不是SPI的协议，比如第一个1, 以及等待Busy, 都是MicorWire 协议的特征，所以，如果真是MicroWire协议的话，那么，时序要求是非常严格的，你再仔细对照手册看看吧。不排除，要ADC之前，要额外发个什么指令初始化之类的。

ID:232366 · 发表于 2021-11-15 21:58

188610329 发表于 2021-11-14 22:07
你试试看极端值，比如最低，或者最高，是不是给你全0，全1，是的话，就说明，通讯肯定是对的，如果不是的话 ...

非常感谢提出建议和思路我再细看一下芯片手册！！！！！！！！

ID:1118271 · 发表于 2024-4-25 14:24

SHANWAZI 发表于 2021-11-15 21:58
非常感谢提出建议和思路我再细看一下芯片手册！！！！！！！！

你好，我也遇到这个问题，不知道能否给一下后面您的进一步探究结果

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