MAX1441雙通道接近檢測(cè)與觸摸屏傳感器的SPI接口設(shè)計(jì)指南
MAX1441為雙通道接近檢測(cè)與觸摸屏傳感器，本文介紹了在產(chǎn)品開發(fā)過程中如何使用其接口固件，以簡化MAX1441的性能評(píng)估。本文假設(shè)用戶已熟悉MAX1441及其評(píng)估系統(tǒng)MAX1441EVSYS，了解MAX-IDE集成開發(fā)環(huán)境或類似工具，能夠把應(yīng)用固件下載到MAX1441EVSYS閃存。
MAX1441的SPI接口固件為獨(dú)立的程序單元，包含初始化程序，用于設(shè)定MAX1441寄存器的初始值(包括范圍、轉(zhuǎn)換速率、激勵(lì)頻率)，程序需要通過USB/JTAG口裝載到MAX1441，這是唯一需要固化到閃存內(nèi)的程序，供嵌入式內(nèi)核運(yùn)行。
CMAXQUSB+控制器板用于連接MAX1441評(píng)估板(MAX1441EVSYS+)與計(jì)算機(jī)，可從Maxim的網(wǎng)站下載驅(qū)動(dòng)程序，請(qǐng)選擇與操作系統(tǒng)相匹配的USB驅(qū)動(dòng)程序。
圖1給出了系統(tǒng)各部件之間的連接，可以利用另一USB口提供電源，用于主板上MAX1441的供電。用戶接口程序位于PC機(jī)，用戶可通過MAX1441控制臺(tái)(MAX1441_Console)的命令窗口方便地操作MAX1441的通信。MAX1441與CMAXQUSB+板之間的通信速率固定為31.25kHz。
圖1. 硬件系統(tǒng)框圖
硬件安裝
確認(rèn)MAX1441評(píng)估板的JU105位于2–3。
將SPI接口程序Interface_Rxx裝載到MAX1441閃存(使用MAX-IDE或類似工具)。
移除跳線JU120至JU124。
用電纜連接CAMXQUSB接口板和MAX1441評(píng)估板。
通過外部電源或USB為MAX1441評(píng)估板供電：
利用USB電纜連接CMAXQUSB+接口板和PC。
運(yùn)行MAX1441_Console.exe程序。
圖4給出了MAX1441EVSYS+和CMAXQUSB板之間的引腳連接。
注：進(jìn)行SPI接口操作之前，必須首先去除MAX1441評(píng)估板上的跳線JU120、JU121、JU122、JU123和JU124。
MAX1441_Console控制臺(tái)程序的使用
一旦SPI接口固件寫入MAX1441閃存，并且建立了SPI通信的硬件連接，啟動(dòng)MAX1441_Console.exe程序，即可通過讀、寫命令修改并查詢MAX1441內(nèi)部寄存器的狀態(tài)，表1列出了可供使用的MAX1441_Console命令。
| 表1. MAX1441_Console控制命令 | |||
| Command | Description | Example | Return |
| Init | System will search the USB ports with CMAXQUSB board connected | Init |
CMD: init Found or Not Found message |
| logfile on |
Will create and opens a log file "MAX1441log.txt" (If file already exists, it will be cleared) |
logfile on | CMD: logfile on |
| logfile off | Will close the MAX1441log.txt file | logfile off | CMD: logfile off |
| delay value | Will cause a delay of value between each CS-cycle (value is in seconds) | Delay 3 | CMD: delay 3 |
| w address value | Write value to the register specified by address. Value is always in hexadecimal format | w 3 22 | CMD: w 3 22 |
| r address #ofData #ofCS-cycles | Read #ofData times for each #ofCS-cycles from register at address | r 0 2 3 |
CMD: r 0 2 3 Time(s),CS,Data#,Data 0,1,1,0xXXXX 0,1,2,0xXXXX 0,1,3,0xXXXX 0,2,1,0xXXXX 0,2,2,0xXXXX 0,2,3,0xXXXX |
寫入一個(gè)內(nèi)部寄存器時(shí)，必須先發(fā)送寫命令“w”；同樣，讀取一個(gè)內(nèi)部寄存器時(shí)，也必須先發(fā)出讀命令“r”，大小寫均可。除了上表列出的指令以外，其它命令都會(huì)在MAX1441_Console窗口產(chǎn)生錯(cuò)誤消息，而且不會(huì)產(chǎn)生任何操作。MAX1441_Console向CMAXQUSB板每發(fā)送一次讀/寫命令，MAX1441EVSYS板的片選(CS)線就會(huì)重復(fù)一次低電平/高電平循環(huán)，片選周期取決于所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)。
圖2. MAX1441_Console窗口
寫命令
寫命令格式為w Address Value，此處Address是表2給出的寄存器地址，Value是需要寫入Address指定寄存器的內(nèi)容。例如，命令w 5 2把“2”寫入C01寄存器，Value為hex格式。
讀命令
讀命令格式為r Address #ofData #ofCS-cycles，此處Address是要讀取的寄存器地址，#ofData為一個(gè)CS周期對(duì)Address指定寄存器的讀取次數(shù)，#ofCS-cycles為CS的循環(huán)次數(shù)。
在一個(gè)CS周期中，最多可以對(duì)MAX1441進(jìn)行62次的16位數(shù)據(jù)讀取，每讀取一次16位數(shù)據(jù)需要大約600μs的時(shí)間。每個(gè)命令最多規(guī)定1000次CS循環(huán)。參數(shù)#ofData和#ofCS-cycles適用于所有寄存器，不過，CRSLT1H、CRSLT1L、CRSLT2H和CRSLT2L等寄存器使用比較頻繁。delay命令用來檢測(cè)MAX1441的長期工作性能，在delay命令中規(guī)定的value值(秒數(shù))在每次CS循環(huán)后有效。對(duì)讀命令的響應(yīng)格式為Time, data#, cycle#, Data，此處Time為測(cè)試開始之后的秒數(shù)，data#是對(duì)應(yīng)于#ofData的計(jì)數(shù)器，cycle#是對(duì)應(yīng)于#ofCS-cycle的計(jì)數(shù)器。表2列出了可以通過MAX1441_Console讀/寫的寄存器及對(duì)應(yīng)地址，請(qǐng)參閱MAX1441數(shù)據(jù)資料獲得各寄存器的詳細(xì)定義和功能。
| 表2. 讀/寫命令的寄存器地址 | ||||
| Address | Register Affected By Write Command | Register(s) Content Reported in Response to Read Command | Description | |
| High Byte | Low Byte | |||
| 0 | — | CRSLT2H | CRSLT1H | Channel 2 and Channel 1 conversion results (4 LSBs and Overflow bits not reported) |
| 1 | — | CRSLT1H | CRSLT1L | Channel 1 conversion results |
| 2 | — | CRSLT2H | CRSLT2L | Channel 2 conversion results |
| 3 | CRNG | 0x00 | CRNG | Input capacitance range |
| 4 | FEL | 0x00 | FEL | Excitation Frequency |
| 5 | FEB | 0x00 | FEB | Bandwidth of the spread spectrum modulation |
| 6 | DSB | 0x00 | DSB | Standby conversion rate |
| 7 | SSB2 | 0x00 | SSB2 | Channel 2 standby conversion rate subdivider |
| 8 | CO1 | 0x00 | CO1 | Channel 1 capacitance offset |
| 9 | CO2 | 0x00 | CO2 | Channel 2 capacitance offset |
| 10 | AT1H | 0x00 | AT1H | Channel 1 absolute threshold |
| 11 | AT2H | 0x00 | AT2H | Channel 2 absolute threshold |
| 12 | RT1H | 0x00 | RT1H | Channel 1 rate of change threshold |
| 13 | RT2H | 0x00 | RT2H | Channel 2 rate of change threshold |
| 14 | PD | 0x00 | PD | Power-Down Register |
| 15 | SCT | 0x00 | SCT | Single Conversion Register |
| 16 | AFEINRST | 0x00 | AFEINRST | AFE Interrupt Status Register |
| 17 | WU1 | 0x00 | WU1 | Channel 1 Wake-Up Control Register |
| 18 | WU2 | 0x00 | WU2 | Channel 2 Wake-Up Control Register |
|
?? (Note 1) (Note 2) |
— | 0x?? | 0x?? | Unrecognized address; address will be returned by the MAX1441 |
將數(shù)據(jù)存入文件
通過接口傳輸?shù)乃袃?nèi)容都可以保存到.txt日志文件。發(fā)送logfile on命令，將數(shù)據(jù)存入文件，發(fā)送logfile off命令終止數(shù)據(jù)保存。創(chuàng)建日志文件名為“MAX1441.txt”，每次發(fā)送logfile on命令時(shí)被清除。例如，圖4是命令r 0 3 4的日志文件內(nèi)容。要避免日志中的有用數(shù)據(jù)被覆蓋，可以在發(fā)送新的logfile on命令前更改日志文件的名稱。
圖3. 日志文件示例
圖4. MAX1441EVKIT與CMAXQUSB板之間的接口
審核編輯：郭婷
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