📡 ds-09 SPI 通信与寄存器
怎么通过 SPI 读写数据、配置芯片？
ADS131M02 数据手册初学者精讲 · 从芯片框图到电能计量应用
ADS131M02 通过 SPI 与 MCU 通信。它是 SPI 从机，固定使用 Mode 1（CPOL=0，CPHA=1）：空闲时钟低，数据在 SCLK 上升沿变化、下降沿采样。
🎛️ SPI 信号速览
- CS：片选低有效。一帧通信内保持低电平；
- SCLK：时钟输入，数据在上升沿变化、下降沿锁存；
- DIN：主机发送给 ADC（MOSI）；
- DOUT：ADC 回传给主机（MISO），CS 高时高阻；
- DRDY：数据准备好，可配成电平或脉冲模式；
- SYNC/RESET：同步转换或复位。
📨 通信帧结构
每个 SPI 帧由若干个字组成，字长可设为 16/24/32 位（MODE 寄存器的 WLENGTH 位）。典型 24 位模式下：
- 主机发送：命令字 + 命令 CRC/0 + 两个 dummy 字；
- 从机回复：上一帧命令的响应字 + 通道 0 数据 + 通道 1 数据 + CRC/状态字。
注意：ADC 输出的是上一帧命令的响应，不是当前帧。这是流水线延迟，写代码时要特别注意。
📝 读寄存器时序
读寄存器分两步：第一帧发送 RREG 命令，第二帧接收寄存器值。
🗂️ 关键寄存器速查
| 寄存器 | 地址 | 作用 |
|---|---|---|
| ID | 00h | 芯片 ID，上电可读 |
| STATUS | 01h | 状态位：锁定、CRC 错误等 |
| MODE | 02h | SPI 字长、DRDY 格式、CRC 使能等 |
| CLOCK | 03h | OSR、功耗模式、通道使能 |
| GAIN1 | 04h | 两通道 PGA 增益 |
| CFG | 06h | 全局斩波、电流检测配置 |
| CH0_CFG / CH1_CFG | 09h / 0Ch | 通道输入 MUX、相位 |
| CH0_OCAL / CH1_OCAL | 0Ah/B / 0Dh/E | 偏移校准 |
| CH0_GCAL / CH1_GCAL | 0Ah/B? 具体见手册 | 增益校准 |
提醒 配置寄存器时建议先关闭通道（CLOCK 寄存器），写短帧完成配置后再开启，避免读出不完整数据。
💻 代码伪代码理解
数据手册给了完整 C 风格伪代码，核心流程是：
- 初始化 MCU SPI、GPIO、DMA、CLKOUT；
- 等 DRDY 变高，说明芯片准备好通信；
- 写 CLOCK 寄存器设置 OSR、功耗模式；
- 写 MODE 寄存器设置 DRDY 格式、字长；
- 写 GAIN1/CH_CFG 设置增益和输入；
- 使能 DRDY 中断，在中断里发 dummy 字读回 ADC 数据。
🧠 小测验
ADS131M02 使用 SPI 哪种模式？
Mode 1：CPOL=0（空闲低），CPHA=1（下降沿采样）。
为什么读寄存器需要两帧？
第一帧发送 RREG 命令，ADC 在下一帧才把寄存器值放到 DOUT 上。这是流水线延迟。
配置寄存器前为什么建议先关闭通道？
避免在配置过程中读到不完整的转换数据，保证后续数据帧格式一致。