stm32|如何使用STM32F1/F4驱动CS5463 SPI通信|CS5463的stm32驱动|cs5463驱

如何使用STM32F1/F4驱动CS5463
一，前言 【stm32|如何使用STM32F1/F4驱动CS5463】第一篇博客，记录一下我的毕设，写的不好的地方大家见谅。在我的毕设里，其中一个部分用到了一个电能测量的模块CS5463，在淘宝买到的附带程序基本都是51的程序，但是本人用的主控是STM32F4系列的核心版，具体型号是STM32F407ZG(和正点原子探索者是同一块芯片啦)，这就面临着要把CS5463的51的驱动代码移植到32上面。
其实我在网上有找过很多别人改写的驱动代码，也花钱买了据说亲测有效的驱动，未果。不是写的很乱，不然就是一点数据都读不出来。刚开始用的时候是从买别人的32驱动中下手，从别人的代码里改错，但是就是一直读到寄存器的值都是0，后来一气之下决定还是一句一句从51那边改驱动过来。
改这个驱动代码，其实最主要要改的便是读写寄存器和芯片初始化的地方，只要芯片的SPI时序对了，SPI能正常通信，芯片初始化成功，便能成功读到各个寄存器的数据。
二、SPI时序，引脚 CS5463这个芯片和单片机通信最主要是通过SPI通信的，芯片还具有一个中断引脚（在51那边的程序里，中断引脚没用上，所以在改到32时，中断引脚依然没接），下面把贴一下该模块的引脚图。

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在32里面，SPI通信可以使用32硬件的时序，也可以使用软件模拟SPI的时序，本文里驱动SPI是使用软件模拟的方式，我一共用了2块板子成功驱动了这个模块，一个是正点原子F1精英版（主控STM32F103ZE），另一个是正点原子F4探索者板子(主控STM32F407ZG)，如果有这两块板子的朋友们可以直接下我的程序到板子上试试。
三、注意事项有一个需要注意的地方！非常重要！无论用F1还是F4，也应该说只要是用32，就一定要注意！因为STM32的IO端口是分为输入模式和输出模式的，在SPI通信之中，有DO引脚，这个引脚在端口配置是要设置为输入模式的，（因为使用51，端口配置是不分输入输出的，所以在32里面要极为注意端口配置）。
注意：目前本人用的工程模板为正点原子的模板，然后库函数里，F1和F4的端口配置也有细微的区别，下面也详细介绍一下这个区别。
在F1里面，端口配置如下:

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在F1里，除了DO端口（在图中为PF3）设置为上拉输入（GPIO_Mode_IPU）之外，其他端口设置为推挽输出（GPIO_Mode_Out_PP)，IO的速度统一设置为50Mhz。
在F4里面，端口配置如下：

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在F4里，除了DO端口（在图中为PA3）先设置为普通输入模式（GPIO_Mode_IN），然后设置为上拉模式（GPIO_PuPd_UP）之外；其他端口先设置为普通输出模式（GPIO_Mode_OUT），再设置为推挽输出模式（GPIO_OType_PP)，IO的速度统一设置为50Mhz。
从代码中大家可以看出F1和F4的细微区别，但其实原理都一样。
四、驱动代码另外需要注意的是，因为大家使用的电流传感器（电感绕的线圈扎数一般情况都不一样，所以建议大家在电流或者电压比例那个做一个小小的计算），目前贴出来的这个比例是只适用我自己的，比如在测电流函数中的 result = 3.23 * result + 7.62; 这一句代码，是我根据我读到的寄存器的值和我实际的电流值用matlab做了拟合而得到的，所以各位在使用各个测量的函数时（比如测电流、电压、功率等），大家都需要自行对这个值与真实值进行校准。
改此驱动难点在于芯片是否和单片机通信成功，只要通信成功，单片机可以从芯片中读到值了，只要这个模块不是坏的，之后的数据处理都是小问题，由于电流互感器（这个模块使用的是电感），电压互感器感应到的值和实际值基本呈线性的关系，所以即使不用matlab去拟合得这么精确的函数，自己手算也能算出一个大概值，只要通过从芯片寄存器读到的值与实际值计算一个比例关系即可。
下面直接贴代码。（在此展示F1的驱动代码，使用F4的同学按照上面的提示相应的改端口驱动就行）。

#include "CS_5463.h" u8 RX_Buff[4]; //CS5463读写缓冲区 #define CS5463_VScale525//计算电压比例,220V*250mv/110mv=500V #define CS5463_IScale500//计算电流比例(250/10) #define RST_CS5463GPIO_Pin_0 #define CS_CS5463GPIO_Pin_1 #define INT_CS5463GPIO_Pin_2 #define DO_CS5463GPIO_Pin_3 #define DI_CS5463GPIO_Pin_4 #define SCK_CS5463GPIO_Pin_5 void CS5463_Io_Init(void ) { GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOF, ENABLE); //使能F端口时钟 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =GPIO_Pin_3; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure); GPIO_SetBits(GPIOF,GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5); }void CS5463_Init(void ) { CS5463_Io_Init(); GPIO_WriteBit(GPIOF,RST_CS5463 , Bit_RESET); delay_us(100); GPIO_WriteBit(GPIOF, RST_CS5463, Bit_SET); //发送同步序列 RX_Buff[0] = CMD_SYNC1; RX_Buff[1] = CMD_SYNC1; RX_Buff[2] = CMD_SYNC0; CS5463WriteReg(CMD_SYNC1,RX_Buff); //#define CMD_SYNC10XFF//开始串口重新初始化 //---------------------- //初始化--配置寄存器 //相位补偿为PC[6:0]=[0000000]； //电流通道增益为Igain=10； //EWA=0; //INT中断为低电平有效IMODE:IINV=[00] //iCPU=0 //K[3:0]=[0001] RX_Buff[0] = 0x00; RX_Buff[1] = 0x00; RX_Buff[2] = 0x01; CS5463WriteReg(REG_CONFR,RX_Buff); // #define REG_CONFR0x40//配置 //---------------------- //初始化--操作寄存器 RX_Buff[0] = 0x00; //B0000_0000; RX_Buff[1] = 0x00; //B0000_0000; RX_Buff[2] = 0x60; //B0110_0000; CS5463WriteReg(REG_MODER,RX_Buff); //#define REG_MODER0x64//操作模式 //初始化--CYCLE COUNT 寄存器,4000 RX_Buff[0] = 0x00; RX_Buff[1] = 0x0F; RX_Buff[2] = 0xA0; //#define REG_CYCCONT0x4A//一个计算周期的A/D转换数 CS5463WriteReg(REG_CYCCONT,RX_Buff); //初始化--CYCLE COUNT 寄存器,4000 //---------------------- RX_Buff[0] = 0xFF; RX_Buff[1] = 0xFF; RX_Buff[2] = 0xFF; CS5463WriteReg(REG_STATUSR,RX_Buff); //初始化--状态寄存器#define REG_STATUSR0x5E//状态 //---------------------- RX_Buff[0] = 0x80; //开电流、电压、功率测量完毕中断 RX_Buff[1] = 0x00; RX_Buff[2] = 0x80; //开温度测量完毕中断 CS5463WriteReg(REG_MASKR,RX_Buff); //初始化--中断屏蔽寄存器#define REG_MASKR0x74//中断屏蔽 //---------------------- RX_Buff[0] = 0x00; RX_Buff[1] = 0x00; RX_Buff[2] = 0x00; CS5463WriteReg(REG_CTRLR,RX_Buff); //初始化--控制寄存器#define REG_CTRLR0x78//控制 //---------------------- CS5463CMD(CMD_STARTC); //启动连续转换#define CMD_STARTC0XE8//执行连续计算周期} void CS5463WriteReg(u8 addr,u8 *p) { u8 i,j; u8 dat; GPIO_WriteBit(GPIOF,CS_CS5463, Bit_RESET); i = 0; while(i<8) { delay_us(50); GPIO_WriteBit(GPIOF,SCK_CS5463, Bit_RESET); if(addr&0x80) GPIO_WriteBit(GPIOF,DI_CS5463, Bit_SET); elseGPIO_WriteBit(GPIOF,DI_CS5463, Bit_RESET); delay_us(50); GPIO_WriteBit(GPIOF,SCK_CS5463, Bit_SET); //在时钟上升沿，数据被写入CS5463 addr <<= 1; i++; } j = 0; delay_us(50); while(j<3) { dat = *(p+j); i = 0; while(i<8) { delay_us(50); GPIO_WriteBit(GPIOF,SCK_CS5463, Bit_RESET); if(dat&0x80) GPIO_WriteBit(GPIOF,DI_CS5463, Bit_SET); elseGPIO_WriteBit(GPIOF,DI_CS5463, Bit_RESET); delay_us(50); GPIO_WriteBit(GPIOF,SCK_CS5463, Bit_SET); //在时钟上升沿，数据被写入CS5463 dat <<= 1; i++; } delay_us(50); j++; } GPIO_WriteBit(GPIOF,DI_CS5463, Bit_SET); GPIO_WriteBit(GPIOF,CS_CS5463, Bit_SET); delay_us(50); } void CS5463CMD(u8 cmd) { u8 i; GPIO_WriteBit(GPIOF,SCK_CS5463, Bit_SET); GPIO_WriteBit(GPIOF,CS_CS5463, Bit_RESET); i=0; while(i<8) { delay_us(50); GPIO_WriteBit(GPIOF,SCK_CS5463, Bit_RESET); if(cmd&0x80) GPIO_WriteBit(GPIOF,DI_CS5463, Bit_SET); elseGPIO_WriteBit(GPIOF,DI_CS5463, Bit_RESET); delay_us(50); GPIO_WriteBit(GPIOF,SCK_CS5463, Bit_SET); //在时钟上升沿，数据被写入CS5463 cmd <<= 1; i++; } delay_us(50); GPIO_WriteBit(GPIOF,DI_CS5463, Bit_SET); GPIO_WriteBit(GPIOF,CS_CS5463, Bit_SET); } void CS5463ReadReg(u8 addr,u8 *p) { u8 i,j; u8 dat; GPIO_WriteBit(GPIOF,CS_CS5463, Bit_RESET); addr &= READ_MASK; i = 0; while(i<8) { delay_us(50); GPIO_WriteBit(GPIOF,SCK_CS5463, Bit_RESET); if(addr&0x80) GPIO_WriteBit(GPIOF,DI_CS5463, Bit_SET); elseGPIO_WriteBit(GPIOF,DI_CS5463, Bit_RESET); delay_us(50); GPIO_WriteBit(GPIOF,SCK_CS5463, Bit_SET); addr <<= 1; //在时钟上升沿，数据被写入CS5463 i++; } j = 0; GPIO_WriteBit(GPIOF,DI_CS5463, Bit_SET); while(j<3) { i = 0; dat = 0; while(i<8) { delay_us(50); GPIO_WriteBit(GPIOF,SCK_CS5463, Bit_RESET); if(i==7)GPIO_WriteBit(GPIOF,DI_CS5463, Bit_RESET); elseGPIO_WriteBit(GPIOF,DI_CS5463, Bit_SET); delay_us(50); dat <<= 1; if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOF,DO_CS5463 ))dat |= 0x01; else dat &= 0xFE; GPIO_WriteBit(GPIOF,SCK_CS5463, Bit_SET); delay_us(50); i++; } *(p+j) = dat; j++; } delay_us(50); GPIO_WriteBit(GPIOF,DI_CS5463, Bit_SET); GPIO_WriteBit(GPIOF,CS_CS5463, Bit_SET); }/**6*********************************************************** ** 函数名称:CS5463_ResetStatusReg ** 函数功能:复位状态寄存器函数 ** 函数参数:无 ** 第一次修改时间:无 **************************************************************/ void CS5463_ResetStatusReg(void) { RX_Buff[0] = 0xFF; RX_Buff[1] = 0xFF; RX_Buff[2] = 0xFF; CS5463WriteReg(0x5E,RX_Buff); //复位状态寄存器 #define REG_STATUSR0x5E//状态 }u8 CS5463_GetStatusReg(void ) { u8 sta1=0; CS5463ReadReg(0x1E,RX_Buff); //1E 是什么？状态寄存器 if(RX_Buff[0]&0x80)//检测：电流、电压、功率测量是否完毕 { //检测电流/电压是否超出范围 //检测电流有效值/电压有效值/电能是否超出范围 if((RX_Buff[0]&0x03)||(RX_Buff[1]&0x70)) { CS5463_ResetStatusReg(); //复位状态寄存器 } else { sta1 |= 0x01; //B0000_0001; //这什么意思还可以这样写吗？ PT2017-2-8分隔符吗？ } } if(RX_Buff[2]&0x80)//检测：温度测量是否完毕 { sta1 |=0x02; //B0000_0010; } return(sta1); }u32 CS5463_GetCurrentRMS() { floatG = 0.5,result; u32 temp1; u8 temp,i,j; CS5463ReadReg(REG_IRMSR,RX_Buff); //读取电流有效值 //SndCom1Data(RX_Buff,3); i = 0; result = 0; while(i<3) { temp = RX_Buff[i]; j = 0; while(j<8) { if(temp&0x80) { result += G; } temp <<= 1; j++; G = G/2; } i++; } result = result*CS5463_IScale; //I_Coff; //计算电流值暂时不用 result *= 1000; //单位mA(毫安)12345ma result = 3.23 * result + 7.62; temp1 = (u32)result; return temp1; } u32 CS5463_GetPactiveRMS(void ) { float G = 1.0,result; u8 temp,i,j; u32 temp1; CS5463ReadReg(0x14,RX_Buff); //读取有功功率REG_Pactive //SndCom1Data(RX_Buff,3); temp = RX_Buff[0]; if(temp&0x80)//如果为负数，计算原码 { } i = 0; result = 0; while(i<3) { temp = RX_Buff[i]; j = 0; while(j<8) { if(temp&0x80) { result += G; } temp <<= 1; j++; G = G/2; } i++; } // result = result*P_Coff; //计算功率，单位W(瓦特) // result = Vrms*Irms; 直接计算功率 result = result*13125; temp1 = (u32)result; return temp1; }u32 CS5463_GetPowerFactor(void) { floatG = 1.0,result; u8 temp,i,j; u32 temp1; CS5463ReadReg(0x32,RX_Buff); //读取功率因数 //SndCom1Data(RX_Buff,3); temp = RX_Buff[0]; if(temp&0x80)//如果为负数，计算原码 { RX_Buff[0] = ~RX_Buff[0]; //本来为取反+1，这里因为精度的原因，不+1 RX_Buff[1] = ~RX_Buff[1]; RX_Buff[2] = ~RX_Buff[2]; } i = 0; result = 0; while(i<3) { temp = RX_Buff[i]; j = 0; while(j<8) { if(temp&0x80) { result += G; } temp <<= 1; j++; G = G/2; } i++; } result *= 10000; temp1 = (u32)result; returntemp1; } u32 CS5463_GetTemperature(void)//温度能显示了 PT2017-2-12 { float G = 128,result; u8 temp,i,j; u32 temp1; CS5463ReadReg(0x26,RX_Buff); //读取温度是的在这里就读到了温度 //SndCom1Data(RX_Buff,3); temp = RX_Buff[0]; if(temp&0x80)//如果为负数，计算原码 { //负数标志 RX_Buff[0] = ~RX_Buff[0]; //本来为取反+1，这里因为精度的原因，不+1 RX_Buff[1] = ~RX_Buff[1]; RX_Buff[2] = ~RX_Buff[2]; } i = 0; result = 0; //这个值是浮点数先清零再逐个把0.5的权数据加进来 while(i<3) { temp = RX_Buff[i]; //虽然这个数组定义了4个字节实际就用了 Buff[0]Buff[1]RX_Buff[2] j = 0; while(j<8) { if(temp&0x80) { result += G; //把0.5的权数据加进来 } temp <<= 1; j++; G = G/2; } i++; } if(result<128)//是的这个result 是 -127，128这里已经获取了温度浮点值最多是一个3位数？还有小数点 { result *= 100; temp1 = (u32)result; //是的这里就是例如12523-----> 125.23怎么去显示？如何分离从8A开始显示 } return temp1; }

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