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一，前言 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。 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: 在F4里面，端口配置如下： 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、驱动代码我有整理了一下我自己写的F1和F4的一个驱动代码（包含了F1、F4、51的3个完整工程），链接如下： 另外还要注意的就是，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。 由我看来，改驱动最难的地方便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。 上面bb了这么多，到这个阶段了我就直接贴驱动代码啦，可能有一点点小凌乱。（在此展示F1的驱动代码，使用F4的童鞋按照上面的提示相应的改端口驱动就行啦，大家也可以下载我的完整工程）。如果有什么问题需要一起讨论也可以联系本人QQ呀。（350429078） #include 'CS_5463.h' u8 RX_Buff[4];//CS5463读写缓冲区#define CS5463_VScale 525 //计算电压比例,220V*250mv/110mv=500V#define CS5463_IScale 500 //计算电流比例 (250/10) #define RST_CS5463 GPIO_Pin_0 #define CS_CS5463 GPIO_Pin_1 #define INT_CS5463 GPIO_Pin_2 #define DO_CS5463 GPIO_Pin_3 #define DI_CS5463 GPIO_Pin_4 #define SCK_CS5463 GPIO_Pin_5 void CS5463_Io_Init(void ){ GPIO_InitTypeDef GPIO_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_SYNC1 0XFF //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_CONFR 0x40 //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_MODER 0x64 //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_CYCCONT 0x4A //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_STATUSR 0x5E //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_MASKR 0x74 //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_CTRLR 0x78 //控制//---------------------- CS5463CMD(CMD_STARTC); //启动连续转换 #define CMD_STARTC 0XE8 //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);else GPIO_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_STATUSR 0x5E //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(){ float G = 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){ float G = 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; return temp1; }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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