与MAX78615+LMU和MAXREFDES14#隔离式电能测量子系统建立UART通信
maxrefdes14#为隔离式电能测量提供紧凑的解决方案，采用max78615+lmu。默认情况下，此参考设计配置为 spi 通信。本应用笔记描述了如何配置max78615+lmu用于uart通信，并给出了该接口的一些交易示例。
配置串行接口
maxim integrated的所有电能测量器件均支持三种不同的串行接口，在与不同的主机处理器和应用接口时具有最大的灵活性。但是，一次只能有一个串行接口处于活动状态。上电期间，maxim集成电能测量器件将轮询其硬件接口引脚的状态，以确定哪个串行协议处于活动状态。要在器件导通后更改通信模式，用户必须对器件执行电源重启，并将新的配置逻辑应用于接口引脚。max78615+lmu具有两个接口引脚：引脚0上的mp1/ifc16和引脚0上的ifc2。表1显示了哪个串行接口与上电时这些引脚的逻辑状态相对应。
表 1.串行接口选择逻辑
接口模式 国际金融公司1 国际金融公司0
spi x 0
uart 0 1
我2c 1 1
maxrefdes14#系统板如图1所示。该设计在ifc10和ifc0上均具有1kω下拉电阻，默认情况下选择spi模式。要启用uart通信而不是spi，原理图中的r10应上拉至v抄送而不是拉低到 gnd。由于选择接口后mp0可用作“多用途”引脚，因此建议使用下拉，而不是将引脚直接连接到gnd。通过这些连接，max78615+lmu将在上电期间配置为uart模式。uart 接口的默认设置为 38，400 波特、8 个数据位、无奇偶校验和一个停止位。
图1.maxrefdes14# 原理图 — 非隔离侧。
设置 ssi id
用于通过uart通信的协议是简单串行接口或ssi。spi和uart接口的一个主要区别是，spi主机通过硬件芯片选择（max78615+lmu上的ssb）选择器件，而uart接口使用每个器件定义的ssi id建立通信。max78615+lmu的ssi id范围为1至255，ssi id分两步选择。max5+lmu中的devaddr[0：78615]寄存器位用于定义ssi id的前6位。ssi id 的最低 2 位由硬件引脚 mp6/addr1 和 spck/addr0 引脚设置。这些引脚的状态在上电时采样的方式与mp0/ifc1和ifc0引脚采样以确定串行接口的方式相同。max78615+lmu ssi id等于器件总地址+1。因此，如果 devaddr[5：0] = 000000 且 addr1 = addr0 = 0，则 ssi id 将为 1。由于 255 是允许的最大 ssi id，因此不支持设备总地址“ff”。max78615+lmu具有默认的devaddr = 0。
建立沟通
max78615+lmu在uart模式下上电并设置ssi id后，可通过uart接口发送数据。下拉addr1和addr0将配置max78615+lmu，ssi id为1。可以发送以下数据包以选择设备：
表 2.ssi 选择目标数据包
字节号 数据 描述
1 0xaa 标头字节
2 0x04 字节计数
3 0xc1 选择 ssi id 目标“1”
4 0x91 校验和
校验和的计算方法是将前三个字节相加，并取总和的最低字节的两个补码。如果配置正确，max78615+lmu将以单字节响应0xad响应，这是无数据的确认。图 2 显示了事务的逻辑分析器捕获。
图2.ssi 选择目标逻辑波形。
更改 ssi id
ssi id 可以在固件和硬件中配置。devaddr 寄存器可以通过任何串行接口写入 — spi、i2c 或 uart。要通过uart写入寄存器的内容，应发出“设置读/写地址”命令，然后首先发送两个表示寄存器字节地址的lsb。接下来是“写入 3 个字节”命令，后跟首先发送 lsb 的三个数据字节。只有 devaddr 的最低字节用于确定 ssi id;上面的两个字节未使用。可以发送以下数据包以将 devaddr 寄存器设置为 1。max78615+lmu应响应“0xad”——无需数据即可确认。
表 3.ssi devaddr 写入数据包示例
字节号 数据 描述
1 0xaa 标头字节
2 0x0a 字节计数
3 0xa3 设置读/写地址 [15：0]
4 0x69 devaddr 寄存器地址 [7：0]
5 0x00 devaddr 寄存器地址 [15：8]
6 0xd3 写入 3 字节命令
7 0x01 数据字节低
8 0x00 数据字节中
9 0x00 数据字节高
10 0x6c 校验和
最初，devaddr 寄存器的新内容不会保存到闪存中。要将设备地址存储在片上闪存中，必须专门调用闪存访问命令。否则，器件将在下一次上电时将先前存储的值加载到寄存器中。位于字地址 0 的 command 寄存器可用于启动校准、执行软件复位或将寄存器数据存储到闪存中。要访问闪存，请将0xacc2写入 command 寄存器的上部字节。可以发送以下数据包以将寄存器内容存储到闪存：
表 4.ssi 闪存访问命令数据包示例
字节号 数据 描述
1 0xaa 标头字节
2 0x0a 字节计数
3 0xa3 设置读/写地址 [15：0]
4 0x00 命令寄存器地址 [7：0]
5 0x00 命令寄存器地址 [15：8]
6 0xd3 写入 3 字节命令
7 0x00 数据字节低
8 0xc2 数据字节中
9 0xac 数据字节高
10 0x68 校验和
执行此步骤后，寄存器内容将在下次上电时加载新的闪存内容。
区分 devaddr、设备地址和 ssi id
由于使用的实现和命名约定，应在 devaddr、设备地址和 ssi id 之间进行一些澄清。 devaddr 是存储用户可编程数据以设置设备地址的寄存器的名称。然而，实际的器件地址是devaddr的下六位与器件上电或复位时addr1和addr0引脚状态的组合。devaddr[5：0] 位对应于设备地址的前六位，addr1 分配给位 1，addr0 分配给位 0。设置设备地址后，ssi id 只是设备地址 + 1。在上面的示例中，如果 devaddr[5：0] = 1 且 addr1 = addr0 = 0，则上电或复位后的新设备地址将为 4，这将使上例中的 ssi id 值为 5。
总结
maxrefdes78615#隔离式电能测量子系统参考设计中的max14+lmu支持spi、i2c 和 uart 接口。参考设计默认配置了spi接口。通过在上电时改变硬件引脚的逻辑状态，可以使能max78615+lmu上的uart接口。一旦激活，ssi 协议就会通过 uart 实现通信。通过硬件和固件设置唯一地址，可以并行连接多个设备。
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表 1.串行接口选择逻辑
接口模式 国际金融公司1 国际金融公司0
spi x 0
uart 0 1
我2c 1 1
maxrefdes14#系统板如图1所示。该设计在ifc10和ifc0上均具有1kω下拉电阻，默认情况下选择spi模式。要启用uart通信而不是spi，原理图中的r10应上拉至v抄送而不是拉低到 gnd。由于选择接口后mp0可用作“多用途”引脚，因此建议使用下拉，而不是将引脚直接连接到gnd。通过这些连接，max78615+lmu将在上电期间配置为uart模式。uart 接口的默认设置为 38，400 波特、8 个数据位、无奇偶校验和一个停止位。
图1.maxrefdes14# 原理图 — 非隔离侧。
设置 ssi id
用于通过uart通信的协议是简单串行接口或ssi。spi和uart接口的一个主要区别是，spi主机通过硬件芯片选择（max78615+lmu上的ssb）选择器件，而uart接口使用每个器件定义的ssi id建立通信。max78615+lmu的ssi id范围为1至255，ssi id分两步选择。max5+lmu中的devaddr[0：78615]寄存器位用于定义ssi id的前6位。ssi id 的最低 2 位由硬件引脚 mp6/addr1 和 spck/addr0 引脚设置。这些引脚的状态在上电时采样的方式与mp0/ifc1和ifc0引脚采样以确定串行接口的方式相同。max78615+lmu ssi id等于器件总地址+1。因此，如果 devaddr[5：0] = 000000 且 addr1 = addr0 = 0，则 ssi id 将为 1。由于 255 是允许的最大 ssi id，因此不支持设备总地址“ff”。max78615+lmu具有默认的devaddr = 0。
建立沟通
max78615+lmu在uart模式下上电并设置ssi id后，可通过uart接口发送数据。下拉addr1和addr0将配置max78615+lmu，ssi id为1。可以发送以下数据包以选择设备：
表 2.ssi 选择目标数据包
字节号 数据 描述
1 0xaa 标头字节
2 0x04 字节计数
3 0xc1 选择 ssi id 目标“1”
4 0x91 校验和
校验和的计算方法是将前三个字节相加，并取总和的最低字节的两个补码。如果配置正确，max78615+lmu将以单字节响应0xad响应，这是无数据的确认。图 2 显示了事务的逻辑分析器捕获。
图2.ssi 选择目标逻辑波形。
更改 ssi id
ssi id 可以在固件和硬件中配置。devaddr 寄存器可以通过任何串行接口写入 — spi、i2c 或 uart。要通过uart写入寄存器的内容，应发出“设置读/写地址”命令，然后首先发送两个表示寄存器字节地址的lsb。接下来是“写入 3 个字节”命令，后跟首先发送 lsb 的三个数据字节。只有 devaddr 的最低字节用于确定 ssi id;上面的两个字节未使用。可以发送以下数据包以将 devaddr 寄存器设置为 1。max78615+lmu应响应“0xad”——无需数据即可确认。
表 3.ssi devaddr 写入数据包示例
字节号 数据 描述
1 0xaa 标头字节
2 0x0a 字节计数
3 0xa3 设置读/写地址 [15：0]
4 0x69 devaddr 寄存器地址 [7：0]
5 0x00 devaddr 寄存器地址 [15：8]
6 0xd3 写入 3 字节命令
7 0x01 数据字节低
8 0x00 数据字节中
9 0x00 数据字节高
10 0x6c 校验和
最初，devaddr 寄存器的新内容不会保存到闪存中。要将设备地址存储在片上闪存中，必须专门调用闪存访问命令。否则，器件将在下一次上电时将先前存储的值加载到寄存器中。位于字地址 0 的 command 寄存器可用于启动校准、执行软件复位或将寄存器数据存储到闪存中。要访问闪存，请将0xacc2写入 command 寄存器的上部字节。可以发送以下数据包以将寄存器内容存储到闪存：
表 4.ssi 闪存访问命令数据包示例
字节号 数据 描述
1 0xaa 标头字节
2 0x0a 字节计数
3 0xa3 设置读/写地址 [15：0]
4 0x00 命令寄存器地址 [7：0]
5 0x00 命令寄存器地址 [15：8]
6 0xd3 写入 3 字节命令
7 0x00 数据字节低
8 0xc2 数据字节中
9 0xac 数据字节高
10 0x68 校验和
执行此步骤后，寄存器内容将在下次上电时加载新的闪存内容。
区分 devaddr、设备地址和 ssi id
由于使用的实现和命名约定，应在 devaddr、设备地址和 ssi id 之间进行一些澄清。 devaddr 是存储用户可编程数据以设置设备地址的寄存器的名称。然而，实际的器件地址是devaddr的下六位与器件上电或复位时addr1和addr0引脚状态的组合。devaddr[5：0] 位对应于设备地址的前六位，addr1 分配给位 1，addr0 分配给位 0。设置设备地址后，ssi id 只是设备地址 + 1。在上面的示例中，如果 devaddr[5：0] = 1 且 addr1 = addr0 = 0，则上电或复位后的新设备地址将为 4，这将使上例中的 ssi id 值为 5。
总结
maxrefdes78615#隔离式电能测量子系统参考设计中的max14+lmu支持spi、i2c 和 uart 接口。参考设计默认配置了spi接口。通过在上电时改变硬件引脚的逻辑状态，可以使能max78615+lmu上的uart接口。一旦激活，ssi 协议就会通过 uart 实现通信。通过硬件和固件设置唯一地址，可以并行连接多个设备。
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