寬工作電壓：2.4V~5.5V
內部可程式設計增益放大器 1~128(256) 內部I2C介面用於外部通信
5Hz~1.6kHz ADC 輸出資料傳輸率 內部溫度感測器用於補償 INL 50ppm
24-Bit Sigma-Delta ADC
For Bridge Sensor,Pin-Programmable,low Power
CS5560 應用場合
電子秤
液體/氣體化學分析 智能變換器 可擕式設備 儀器儀錶 健康監測設備 精密感測器
封裝類型：16-pin SSOP
功能方塊圖
概述
CS5560是一款內建可程式設計增益放大器的單通道 24-bit 的 Delta Sigma A/D 轉換器，專門為與類比信號差分介面應用而設計。
該晶片具有低雜訊和高精度的性能，並可通過內部 I2C 匯流排與外部硬體進行通信。 這種功能高度集成的 Delta Sigma A/D 轉換器具有高精度和低功耗的規格，為與外部感測器的介面提供了卓越的解決方案，特別適用於電池供電應用。
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CS5560 目錄TABLE OF CONTENTS
功能特性-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------１ 功能方塊圖-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------１ 概述晶片引-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------３ 極限參數-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------４ 直流電氣特性--------------------------------------------------------------------------------------------------------------４ 交流電氣特性--------------------------------------------------------------------------------------------------------------４ IC 電氣特性---------------------------------------------------------------------------------------------------------------４ PGA+ADC 電氣特性-------------------------------------------------------------------------------------------------------５ 上電復位特性--------------------------------------------------------------------------------------------------------------５ 功能描述-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------６ 內部寄存器-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------６ 參考電壓-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------６ 電源控制寄存器------------------------------------------------------------------------------------------------------------７ 振盪器控制寄存器----------------------------------------------------------------------------------------------------------７ 內部信號增益控制放大器 – PGA ------------------------------------------------------------------------------------------７ PGA 輸入通道選擇--------------------------------------------------------------------------------------------------------９ A/D 轉換器操作-----------------------------------------------------------------------------------------------------------９ A/D 轉換器資料傳輸率的定義-------------------------------------------------------------------------------------------１１ A/D 轉換器時鐘源-------------------------------------------------------------------------------------------------------１１ A/D 轉換器工作模式----------------------------------------------------------------------------------------------------１２ A/D 轉換過程-----------------------------------------------------------------------------------------------------------１２ A/D 轉換步驟-----------------------------------------------------------------------------------------------------------１３ A/D 轉換功能-----------------------------------------------------------------------------------------------------------１３ A/D 轉換資料範圍-------------------------------------------------------------------------------------------------------１４ A/D 轉換資料-----------------------------------------------------------------------------------------------------------１４ 溫度感測器--------------------------------------------------------------------------------------------------------------１５ 程式設計注意事項-------------------------------------------------------------------------------------------------------１５ 外部介面通信------------------------------------------------------------------------------------------------------------１５ I2C 位址和寄存器寫/ 讀------------------------------------------------------------------------------------------------１５ 應用電路(電橋傳感器上應用) --------------------------------------------------------------------------------------------１８ ＡＤＣ參考設定代碼-----------------------------------------------------------------------------------------------------１９ 封装信息PACKAGING 封裝---------------------------------------------------------------------------------------------２０
2
修訂追蹤
2019/6/10 增加參考設定程序代碼
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CS5560 晶片引腳 引腳圖
SSOP16
引腳說明
引腳順序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 引腳名稱 VCM AN0 AN1 AN2 AN3 DRDY SDA SCL A2 A1 VSS VDD AVDD VERFP VERFN AVSS 類型 AI/AO AI AI AI AI DO DI/DO DI DI DI PWR PWR PWR AI AI PWR 22說明 ADC 輸入通道 COM 1.25V ±5%電壓輸出 <0.24 mV/˚C 3mA ADC 輸入通道 0 ADC 輸入通道 1 ADC 輸入通道 2 ADC 輸入通道 3 ADC 轉換中斷輸出負沿觸發 IC 數據線 IC 時鐘線 IC從機地址選擇線 IC從機地址選擇線 數位負電源電壓 數位正電源電壓 類比正電源電壓 正極參考輸入電壓 負極參考輸入電壓 類比負電源電壓 22引腳類型注釋 引腳類型 DI DI/DO AI AO DO PWR 數位輸入 數位輸入/ 輸出 模擬輸入 模擬輸出 數位輸出 電源
說明 Cooperation Electronic technology Co.,Ltd. Taiwan/Singapore
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CS5560
極限參數
供應電壓........................ VSS-0.3V~VSS+6.0V IOL 總電流 ............................................. 80mA 輸入電壓.......................VSS-0.3V~ VDD+0.3V IOH 總電流 ............................................-80mA
注：這裡只強調額定功率，超過極限參數所規定的範圍將對晶片造成損害，無法預期晶片在上述標示範圍外的工作狀態，而且若長期在標示範圍外的條件下工作，可能影響晶片的可靠性。
儲存溫度................................... -50˚C~125˚C 總功耗................................................ 500mW 工作溫度..................................... -40˚C~85˚C
直流電氣特性
工作溫度：-40˚C~85˚C，典型值 Ta=25˚C
符號 VDD IDD ISTB 參數 工作電壓 (HIRC) 工作電流 (HIRC) 待機電流 測試條件 VDD — 3V 5V 3V 5V 條件 fSYS=fHIRC=4.9152MHz 無負載，所有外設關閉 fSYS=fHIRC=4.9152MHz 無負載，所有外設關閉 最小值 2.4 — — — — 典型值 — 400 0.8 — — 最大值 5.5 600 1.2 1 2 單位 V μA mA μA μA 交流電氣特性
工作溫度：-40˚C~85˚C，典型值 Ta=25˚C
符號 fSYS 參數 系統時鐘 (HIRC) 測試條件 VDD 2.4~5.5V 3V 3V±0.3V 3V±0.3V 2.4V~5.5V 2.4V~5.5V Ta=25˚C Ta=0˚C~70˚C Ta=-40˚C~85˚C Ta=0˚C~70˚C Ta=-40˚C~85˚C 條件 fSYS=fHIRC=4.9152MHz 最小值 — -2% -5% -10% -7% -10% 典型值 4.9152 4.9152 4.9152 4.9152 4.9152 4.9152 最大值 — +2% +5% +10% +7% +10% 單位 MHz MHz MHz MHz MHz MHz fHIRC 內部高速RC 振盪器 (HIRC) IC 電氣特性
工作溫度：-40˚C~85˚C，典型值 Ta=25˚C
符號 22
參數 IC 標準模式 (100kHz) fSYS 頻率 測試條件 VDD — — — — — — 條件 無時鐘去抖 2 個系統時鐘去抖 4 個系統時鐘去抖 無時鐘去抖 2 個系統時鐘去抖 4 個系統時鐘去抖 最小值 2 4 8 5 10 20 典型值 — — — — — — 最大值 — — — — — — 單位 MHz MHz MHz MHz MHz MHz fI2C IC快速模式 (400kHz) fSYS 頻率 2Cooperation Electronic technology Co.,Ltd. Taiwan/Singapore
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CS5560 PGA+ADC 電氣特性
工作溫度：-40˚C~85˚C，典型值 Ta=25˚C
符號 AVDD 參數 ADC 和PGA 電源電壓 測試條件 VDD — 條件 — VRBUFP=1， VRBUFN=1 VRBUFP=0， VRBUFN=0 系統HALT，無負載 — AVDD=3.3V， VREF=1.25V， ΔSI=±450mV， PGA Gain=1 AVDD=5V，VREF=2.5V PGA Gain=128， 資料傳輸率= 10Hz AVDD=5V，VREF=2.5V PGA Gain=128， 資料傳輸率= 10Hz — fMCLK=4.9152MHz，FLMS[2:0]=000B fADO VREFP VREFN VREF 參考輸入電壓 ADC 輸出資料傳輸率 — — — — fMCLK=4.9152MHz， FLMS[2:0]=010B VREFS=1， VRBUFP=0， VRBUFN=0 VREF=(VREFP–VREFN)×VGS PGA VCOM ΔDI 溫度感測器 Ta=-40˚C~85˚C， VREF=1.25V， TCTS 最小值 2.4 — — — — — — — 40 5 12.5 VREFN+1 0 1 典型值 — — 500 — — ±50 16.7 19.3 409.6 — — — — — 最大值 5.5 800 650 1 24 — — — 440 640 1600 AVDD VREFP-1 AVDD/2 AVDD -0.95 +VREF /Gain 單位 V μA μA μA bit ppm Bit Bit kHz Hz Hz V V V ADC (Delta Sigma ADC) IADC IADSTB RSADC INL NFB ENOB fADCK ADC 使能的額外電流 待機電流 解析度 非線性積分誤差 無噪音位 有效位數 ADC 時鐘頻率 — — — — — — — 共模電壓範圍 差分輸入電壓範圍 — — — Gain=PGS×AGS， ΔDI=DI+ – DI- 0.4 -VREF /Gain — — V V 溫度感測器的溫度係數 — VGS[1:0]=00B (Gain=1)， VRBUFP=0， VRBUFN=0 — 175 — μV/˚C 上電復位特性
工作溫度：-40˚C~85˚C，典型值 Ta=25˚C
符號 VPOR RRPOR tPOR 參數 上電重定電壓 上電重定電壓速率 VDD 保持為VPOR 的最小時間 測試條件 VDD — — — 條件 — — — 最小值 — 0.035 1 典型值 — — — 最大值 100 — — 單位 mV V/ms ms Cooperation Electronic technology Co.,Ltd. Taiwan/Singapore
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CS5560 功能描述
CS5560是一款多通道的24-bit Delta Sigma型高精度A/D轉換器，它們可以直接接入外部類比信號(來自感測器或其它控制信號)並直接將這些信號轉換成24位的數字量。除了核心A/D轉換器 電路外，該晶片還包括內部可程式設計增益放大器PGA。ADC 輸入信號的放大增益由PGA增益控制、ADC增益控制和ADC參考電壓增益控制共同確定。設計者可以靈活選擇最佳增益組合為輸入信號提供所需的放大增益以實現特定的應用。A/D轉換器輸入通道由4個單端A/D輸入通道或2組差分輸入通道組成。A/D轉換器將資料輸出到SINC濾波器，然後會轉換成24-bit的資料，並將它們存儲到3個資料寄存器。
此外，該晶片還提供了一個內部穩壓器以及一個溫度感測器來補償溫度引起的偏差。
內部寄存器
該晶片可通過一系列內部寄存器進行設置及操作。設備命令和資料可通過其內部I2C 匯流排寫入設備並從設備中讀取。該列表總結了所有內部寄存器，其操作詳見功能描述中的相關章節。
地址 00H 01H 02H 03H 04H 05H 06H 07H 08H 09H 0AH 0EH 10H 11H 寄存器 名稱 PWRC 上電復位值 0000 0000 位 7 VCMEN — — — D7 D15 D23 ADRST FLMS2 — D7 SIMS — 6 D6 VGS1 INIS — D6 D14 D22 ADSLP FLMS1 — D6 — SIMTOF — 5 D5 VGS0 INX1 CHSN2 D5 D13 D21 ADOFF FLMS0 — D5 — — 4 D4 AGS1 INX0 CHSN1 D4 D12 D20 ADOR3 VRBUFN ADCK4 D4 — — 3 D3 AGS0 DCSET2 CHSN0 D3 D11 D20 ADOR2 VRBUFP ADCK3 D3 2 D2 PGS2 DCSET1 CHSP2 D2 D10 D19 ADOR1 ADCDL ADCK2 D2 1 D1 PGS1 DCSET0 CHSP1 D1 D9 D18 ADOR0 EOC ADCK1 D1 — HIRCF 0 D0 PGS0 — CHSP0 D0 D8 D17 VREFS — ADCK0 D0 — HIRCEN PGAC0 -000 0000 PGAC1 -000 000- PGACS --00 0000 ADRL ADRM ADRH xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx ADCR0 0010 0000 ADCR1 0000 000- ADCS SIMC0 HIRCC ---0 0000 0 - - - 0 0 - - - - - - - 0 0 1 ADCTE 1110 0100 SIMDEB1 SIMDEB0 — HIRCO SIMTOC 0000 0000 SIMTOEN SIMTOS5 SIMTOS4 SIMTOS3 SIMTOS2 SIMTOS1 SIMTOS0 *熱復位 -未定義 u不改變 x未知
參考電壓
ADC轉換器參考電壓範圍由兩個外部參考引腳VREFP 和VREFN 提供。這兩個引腳提供了完整的參考電壓範圍AVSS 到AVDD。該外部提供的參考電壓可通過寄存器PGAC0 中的VREFGN 位衰減0.5 或0.25。
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CS5560 電源控制寄存器
PWRC 寄存器 − 00H
Bit Name R/W POR 0：除能 1：使能
Bit 6~0 010_1000B：ADCR1[FLMS2~0]=000B (fADCK=fMCLK/30)
010_1100B：ADCR1[FLMS2~0]=010B (fADCK=fMCLK/12)
其它值：保留位
7 — R/W 0 6 D6 R/W 0 5 D5 R/W 0 4 D4 R/W 0 3 D3 R/W 0 2 D2 R/W 0 1 D1 R/W 0 0 D0 R/W 0 Bit 7 VCMEN：VCM 功能使能控制位 振盪器控制寄存器
該晶片的振盪器由控制寄存器控制，內部振盪器HIRC，使用HIRC振盪器需要一個完整的16 個時鐘週期才能穩定。
HIRCC 寄存器 − 11H
Bit Name R/W POR 7 — — — 6 — — — 5 — — — 4 — — — 3 — — — 2 HIRCO R/W 0 1 HIRCF R 0 0 HIRCEN R/W 1 Bit 7~3 未定義，讀為“0” Bit 2 HIRCO ： HIRC 時鐘輸出該位元必須保留為 \"0\" Bit 1 HIRCF ： HIRC 振盪器穩定標誌位元
0：未穩定 1：穩定
若HIRCEN 置高使能HIRC 振盪器，則HIRC 振盪器穩定需要16 個系統時鐘。
Bit 0 HIRCEN： HIRC 振盪器使能控制位
0：除能 1：使能
內部信號增益控制放大器 – PGA
內部可程式設計增益放大器用於轉換前差分輸入信號的放大。A/D 轉換器的所有輸入信號必須通過PGA。輸入信號的預處理可使一個最優的信號範圍以最優解析度獲得轉換值。
PGA 寄存器
通過一系列寄存器設置PGA 增益以及選擇輸入源來實現PGA 的控制。
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CS5560 PGAC0 寄存器 − 01H
Bit Name R/W POR 7 — — — 6 VGS1 R/W 0 5 VGS0 R/W 0 4 AGS1 R/W 0 3 AGS0 R/W 0 2 PGS2 R/W 0 1 PGS1 R/W 0 0 PGS0 R/W 0 Bit 7 未定義，讀為“0” Bit 6~5 VGS1~VGS0：REFP/REFN 差分參考電壓增益選擇位元
00：VREFGN=1 01：VREFGN=1/2 10：VREFGN=1/4
Bit 4~3 AGS1~AGS0：ADC PGAOP/PGAON 差分輸入信號增益選擇位元
00：ADGN=1
01：ADGN=2 ( 用於Gain=128=PGAGN×ADGN=64×2 )
Bit 2~0 PGS2~PGS0：PGA DI+/DI- 差分通道輸入增益選擇位
000：PGAGN=1 001：PGAGN=2 010：PGAGN=4 011：PGAGN=8 100：PGAGN=16 101：PGAGN=32 110：PGAGN=64
6 INIS R/W 0 5 INX1 R/W 0 4 INX0 R/W 0 3 DCSET2 R/W 0 2 DCSET1 R/W 0 1 DCSET0 R/W 0 0 — — — PGAC1 寄存器 − 02H
Bit Name R/W POR 7 — — — Bit 7 未定義，讀為“0” Bit 6 INIS：選擇輸入端 IN1/IN2 內部連接控制位
0：不連接 1：連接
Bit 5~4 INX1~INX0：選擇輸入端 IN1/IN2 以及PGA 差分輸入端 DI+/DI- 連接控制位
Bit 3~1 DCSET2~DCSET0：差分輸入信號PGAOP/PGAON 偏置選擇位元
000：DCSET=+0V
001：DCSET=+0.25×ΔVR_I 010：DCSET=+0.5×ΔVR_I 011：DCSET=+0.75×ΔVR_I 100：DCSET=+0V 101：DCSET=-0.25×ΔVR_I 110：DCSET=-0.5×ΔVR_I
111：DCSET=-0.75×ΔVR_I ΔVR_I 為差分參考電壓，可在輸入信號的基礎上選擇一定的增益放大。
Bit 0 未定義，讀為“0”
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CS5560 PGA 輸入通道選擇
除了轉換器測量的外部模擬輸入外，還有幾個可以連接到轉換器的內部類比電壓線路。類似溫度感測器的一系列不同來源，通常用於校準目的。
PGACS 寄存器 − 03H
Bit Name R/W POR 7 — — — 6 — — — 5 CHSN2 R/W 0 4 CHSN1 R/W 0 3 CHSN0 R/W 0 2 CHSP2 R/W 0 1 CHSP1 R/W 0 0 CHSP0 R/W 0 Bit 7~6 未定義，讀為“0” Bit 5~3 CHSN2~CHSN0：PGA 反相輸入端 IN2 選擇位
000：AN1 001：AN3 110：VCM
111：VTSN – 溫度感測器負極輸出，為便於操作更合理，若選擇VTSN 信號作為反相端輸入，建議選擇VTSP 為正相端輸入。
Bit 2~0 CHSP2~CHSP0：正相輸入端 IN1 選擇位
000：AN0 001：AN2 110：VCM
111：VTSP – 溫度感測器正極輸出，若選擇VTSP 信號作為正相端輸入，建議選擇VTSN 為反相端輸入。
A/D 轉換器操作
A/D 轉換器接收了來自PGA 輸出的差分類比信號，並通過Delta Sigma 轉換器將其轉換成一個24-bit 的數位值。A/D 轉換器的整體操作由一系列控制寄存器控制。
ADCR0 寄存器 − 07H
Bit Name R/W POR 0：除能 1：使能
此位元可用來重定A/D 轉換器內部數位SINC 濾波器。此位為低，A/D 轉換正常工作，若將此位從低設為高，將重定內部數位SINC 濾波器同時當前A/D 轉換的資料失效。再清零此位，將開始一次新的A/D 轉換。
7 ADRST R/W 0 6 ADSLP R/W 0 5 ADOFF R/W 1 4 ADOR3 R/W 0 3 ADOR2 R/W 0 2 ADOR1 R/W 0 1 ADOR0 R/W 0 0 VREFS R/W 0 Bit 7 ADRST：A/D 轉換器軟體重定控制位元 Bit 6 ADSLP：A/D 轉換器休眠模式控制位元元
0：正常模式 1：休眠模式
此位用於控制當通過設置ADOFF 位為低開啟A/D 轉換器後，A/D 轉換器是否進入休眠模式。當A/D 轉換器開啟後且此位為低時，A/D 轉換器正常工作，反之若開啟後此位為高則進入休眠模式。在休眠模式下，除PGA 和內部Bandgap 電路外的其它A/D 轉換電路都將關閉以減少功耗。
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CS5560 Bit 5 ADOFF：A/D 轉換器模組電源開/ 關控制位
0：電源開 1：電源關
此位控制A/D 內部功能的電源。該位被清零將使能A/D 轉換器。如果該位設為高將關閉A/D 轉換器以降低功耗。由於A/D 轉換器在不執行轉換動作時都會產生一定的功耗，所以這在電源敏感的電池應用中需要多加注意。
建議在進入空閒/ 休眠模式前，設置ADOFF=1 以減少功耗。無論ADSLP 和ADRST 位如何設置， ADOFF=1 將關閉A/D 轉換器模組的電源。
Bit 4~1 ADOR3~ADOR0：A/D 轉換器過取樣速率選擇位元
0000：過取樣速率OSR=32768 0001：過取樣速率OSR=16384 0010：過取樣速率OSR=8192 0011：過取樣速率OSR=4096 0100：過取樣速率OSR=2048 0101：過取樣速率OSR=1024 0110：過取樣速率OSR=512 0111：過取樣速率OSR=256 1000：過取樣速率OSR=128
Bit 0 VREFS：A/D 轉換器參考電壓對選擇位元
1：外部參考電壓對– VREFP & VREFN
ADCR1 寄存器 − 08H
Bit Name R/W POR 7 FLMS2 R/W 0 6 FLMS1 R/W 0 5 FLMS0 R/W 0 4 VRBUFN R/W 0 3 VRBUFP R/W 0 2 ADCDL R/W 0 1 EOC R/W 0 0 — — — Bit 7~5 FLMS2~FLMS0：A/D 轉換器時鐘分頻比選擇 000：fADCK=fMCLK/30，N=30 010：fADCK=fMCLK/12，N=12
Bit 4 VRBUFN：A/D 轉換器反相參考電壓輸入(VRN) 緩存控制位
0：除能輸入緩存，使能旁路功能 1：使能輸入緩存，除能旁路功能
Bit 3 VRBUFP：A/D 轉換器正相參考電壓輸入 (VRP) 緩存控制位
0：除能輸入緩存，使能旁路功能 1：使能輸入緩存，除能旁路功能
Bit 2 ADCDL：A/D 轉換器資料鎖存功能控制位元
0：A/D 轉換資料更新 1：A/D 轉換資料不更新
若使能A/D 轉換資料鎖存功能，最新轉換的資料將被鎖存，且不會更新後面的轉換結果直到該功能被除能。雖然轉換後的資料被鎖存到資料寄存器，A/D 轉換電路仍正常運行，但並不產生中斷，EOC 也不改變。建議在讀取ADRL、ADRM 和ADRH 寄存器中的轉換資料之前先將該位置高。讀取後該位會被清零以除能A/D 資料鎖存功能，以便下一筆轉換結果的存儲。這樣可以防止在A/D 轉換過程中得到不需要的資料。
Bit 1 EOC：A/D 轉換結束標誌
0：A/D 轉換中 1：A/D 轉換結束
當A/D 轉換過程完成時，該標誌將由硬體自動置高，但必須由應用程式軟體清除。
Bit 0 未定義，讀為“0”
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CS5560 A/D 轉換器資料傳輸率的定義
Delta Sigma A/D 轉換器的資料傳輸率可以通過下面的公式計算。 資料傳輸率 = fADCK/OSR
= (fMCLK/N)/OSR = fMCLK/(N×OSR)
fADCK：fMCLK/N
fMCLK：fSYS 或 fSYS/2/(ADCK+1)， 通過ADCK[4:0] 位選擇。 N：30 或12，通過FLMS[2:0] 位選擇。 OSR ：過取樣速率，通過ADOR[2:0] 位選擇。
例如，若需要一個10Hz 的資料傳輸率，可以選擇A/D時鐘源fMCLK為4.9152MHz，然後設置FLMS[2:0]=000b，即獲得A/D轉換時鐘為A/D時鐘源的30分頻，最後設置ADOR[3:0]=0001b，選擇過取樣速率為16384。因此，可以得到一個資料傳輸率= 4.9152MHz/(30×16384)=10Hz。
需注意的是當資料傳輸率為10Hz，A/D 轉換器對於頻率為50Hz 或60Hz 交流電源有陷波抑制功能。
A/D 轉換器時鐘源
A/D 轉換器的時鐘源通常固定在4.9152MHz， 可來自系統時鐘fSYS 或其分頻， 分頻係數由ADCS 寄存器中的ADCK4~ADCK0 位決定， 以獲得固定4.9152MHz 的ADC 時鐘源。
內部 OSC=4.9152MHz，fADCK=fMCLK/30
資料傳輸率(Hz) 10 ADCK4~0 11111 ADOR3~0 0001 FLMS2~0 000 內部 OSC=4.9152MHz，fADCK=fMCLK/12
資料傳輸率(Hz) 25 ADCK4~0 11111 ADOR3~0 0001 FLMS2~0 010 ADCS 寄存器 − 09H
Bit Name R/W POR 7 — — — 6 — — — 5 — — — 4 ADCK4 R/W 0 3 ADCK3 R/W 0 2 ADCK2 R/W 0 1 ADCK1 R/W 0 0 ADCK0 R/W 0 Bit 7~5 未定義，讀為“0” Bit 4~0 ADCK4~ADCK0：A/D 轉換器時鐘源 fMCLK 分頻率選擇位元
00000~11110：fMCLK=fSYS/2/(ADCK[4:0] + 1)
11111：fMCLK=fSYS
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CS5560 ADCTE 寄存器 − 0AH
Bit Name R/W POR
7 D7 R/W 1 6 D6 R/W 1 5 D5 R/W 1 4 D4 R/W 0 3 D3 R/W 0 2 D2 R/W 1 1 D1 R/W 0 0 D0 R/W 0 Bit 7~0 保留位，需固定為1110_0111B。 A/D 轉換器工作模式
該A/D 轉換器提供了四種工作模式，正常模式、暫停模式、休眠模式和重定模式，分別由ADCR0 寄存器中的ADOFF、ADSLP 和ADRST 位控制。下表列出了工作模式的選擇。ADOFF控制整體的開關狀態，如果高功率將降低A/D 轉換器的功率。當ADOFF位為高時， 轉換器將被供電，ADSLP 位將決定轉換器是否處於正常的運行模式或睡眠模式。
A/D 工作模式概要
ADOFF 1 0 0 0 ADSLP x 1 0 0 ADRST x x 0 1 工作模式 暫停模式 休眠模式 正常模式 重定模式 存器off，SINC 濾波器 off Bandgap on，PGA on，ADC off，溫度感測器off， VRN/VRP 暫存器off，SINC 濾波器on Bandgap on，PGA on，ADC on，溫度感測器on/off， VRN/VRP 暫存器on/off，SINC 濾波器on Bandgap on，PGA on，ADC on，溫度感測器on/off， VRN/VRP 暫存器on/off，SINC 濾波器復位 說明 Bandgap off，PGA off，ADC off，溫度感測器off， VRN/VRP 暫注： “x”：未知 1. 可以通過設置VCMEN 位元控制VCM 發生器 on/off；
2. 可以通過設置CHSN[2:0] 或CHSP[2:0] 位元控制溫度感測器on/off； 3. 可以通過相應設置VRBUFN 或VRBUFP 位控制VRN 或VRP 緩存on/off。
A/D 轉換過程
要打開A/D轉換器，首先應將ADOFF和ADSLP位清零，除能A/D轉換器的暫停和休眠模式，以確保A/D轉換器可以通電。ADCR0 寄存器中的ADRST位，用於上電後打開和復位A/D轉換器。當晶片設定此位元從邏輯低到邏輯高，然後再到邏輯低，一個模數轉換後的資料就會開始在SINC濾波器中進行轉換。設置完成後，A/D轉換器可以開始工作。這三位用於控制內部模數轉換器的開啟動作。
ADCR1寄存器中的EOC 位用於表明模數轉換過程的完成。在轉換週期結束後， EOC 位元會被晶片自動地置為1。A/D 轉換資料將不斷更新，如果A/D轉換資料鎖存功能使能，最新的轉換資料會被鎖存， 這樣後面再轉換的資料不會被保存，直到該功能被關閉。
A/D 轉換器參考電壓來自外部參考源引腳VREFP和VREFN， 可通過ADCR0 寄存器的VREFS 位來選擇。
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CS5560 A/D 轉換步驟
步驟 1 ：提供電源給PGA 和ADC。
步驟 2 ：通過PGAC0 寄存器，選擇PGA、ADC 和參考電壓的增益。 步驟 3 ：通過PGAC1 寄存器，選擇PGA 的輸入引腳連接。
步驟 4 ：通過ADCS 寄存器中的ADCK4~ADCK0 位， 選擇所需的A/D 轉換時鐘源4.9152MHz。 步驟 5 ：通過ADCR0 寄存器中的ADOR[2:0] 位及ADCR1 寄存器中的FLMS[2:0] 位， 選擇輸出數據傳 輸率。
步驟 6 ：通過PGACS 寄存器中的CHSP2~CHSP0 和CHSN2~CHSN0 位，選擇連接至內部PGA 的通 道。
步驟 7 ：通過ADCR0 寄存器中的ADOFF 和ADSLP 位，關閉暫停和休眠模式。
步驟 8 ：通過置高ADCR0 寄存器中的ADRST 位來復位A/D 轉換器，清除該位來釋放重定模式。 步驟 9 ：可以輪詢ADCR1 寄存器中的EOC 位，檢查模數轉換過程是否完成。當此位元成為邏輯高時， 表示轉換過程已經完成。轉換完成後，可讀取A/D 資料寄存器ADRL、ADRM和ADRH獲得轉 換後的值。
A/D 轉換功能
由於被轉換的值是24 位，所以它的轉換範圍為-8388608~8388607 ( 十進位)。轉換後的資料以二進位補數的形式表示，最高位元是轉換資料的符號位元。由於模擬輸入最大值等於VCM 或差分參考輸入電壓( 由ADCR0 寄存器的VREFS 位選擇) 放大後的電壓值ΔVR_I，因此每一位可表示ΔVR_I/8388608 的模擬輸入值。
1 LSB=ΔVR_I/8388608
通過下麵的等式可估算A/D 轉換器輸入電壓值：
ΔSI_I=(PGAGN×ADGN×ΔDI±)+DCSET ΔVR_I=VREFGN×ΔVR± ADC 轉換資料 = (ΔSI_I/ΔVR_I)×K 其中， K=2的23次方。
注：
1. PGAGN、ADGN 和VREFGN 的值由PGS、AGS、VGS 控制位決定。 2. ΔSI_I：經過放大和偏置校準後的差分輸入信號 3. PGAGN：PGA 增益 4. ADGN：A/D 轉換器增益 5. VREFGN：參考電壓增益
6. ΔDI±：差分輸入信號，來自外部通道或內部信號 7. DCSET：偏置電壓 8. ΔVR±：差分參考電壓
9. ΔVR_I：放大後的差分參考輸入電壓由於Delta Sigma A/D 轉換器的數位系統設計，其轉換的最大值為8388607，最小值為-8388608，因此有一個中間值0。A/D 轉換資料公式說明瞭轉換值的變化範圍。
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CS5560 A/D 轉換資料範圍
A/D 轉換資料( 二進位補數，十六進位值) 0x7FFFFF 0x800000 下圖顯示直流輸入電壓值和A/D 轉換資料( 以二進位補數形式表示) 之間的關係。 十進位值 8388607 -8388608
A/D 轉換資料
A/D 轉換器的資料儲存在寄存器ADRL、ADRM 和ADRH 中。A/D轉換資料與輸入電壓和PGA的設置有關。A/D 轉換輸出資料以二進位補數的形式表示，代碼的長度為24 位元，最高位元為符號位元。最高位“0”表示輸出為正數，最高位“1”表示輸出為負數。最大值是8388607，最小值是-8388608。如果輸入信號大於最大值，轉換後的資料最大不超過8388607；如果輸入信號小於最小值，轉換後的資料最小不低於-8388608。
ADRL 寄存器 − 04H
Name R/W POR
D7 R x D6 R x D5 R x D4 R x D3 R x D2 R x D1 R x D0 R x Bit 7~0 A/D 轉換器資料寄存器 bit 7~bit 0 ADRL 寄存器 − 05H
Name R/W POR
D15 R x D14 R x D13 R x D12 R x D11 R x D10 R x D9 R x D8 R x Bit 7~0 A/D 轉換器資料寄存器 bit 15~bit 8 ADRL 寄存器 − 06H
Name R/W POR D23 R x D22 R x D21 R x D20 R x D19 R x D18 R x D17 R x D16 R x Bit 7~0 A/D 轉換器資料寄存器 bit 23~bit 16 Cooperation Electronic technology Co.,Ltd. Taiwan/Singapore 頁 14
CS5560 A/D 轉換資料轉為電壓值
類比電壓值可通過下面的公式推導出電壓值。
如果MSB = 0 ( 轉換資料為正數)： 輸入電壓 = ( 轉換資料× LSB-DCSET)/(PGA×ADGN) 如果MSB = 1 ( 轉換資料為負數)： 輸入電壓 = ( 轉換資料的補數× LSB-DCSET)/(PGA×ADGN)
注：補數= 反碼+ 1
溫度感測器
該晶片提供了一個內部溫度感測器以補償溫度所產生的影響。PGA輸入通道通過選擇連接到VTSP或VTSN，A/D 轉換器可以獲得溫度資訊，然後針對結果對A/D 轉換資料做一些調整，以儘量減少溫度的影響。
有效位數 – ENOB
雖然模數轉換器是24 位的，PGA 增益和資料傳輸率等各種因素仍會影響實際轉換位的有效位數。
程式設計注意事項
在程式設計時，如果A/D 轉換器未使用，通過設置ADCR0寄存器中的ADOFF為高，關閉A/D內部電路以減少電源功耗。此時，不考慮輸入腳的類比電壓，內部A/D 轉換器電路不產生功耗。
外部介面通信
該晶片可通過內部I2C 介面和外部硬體進行通信。最初是由飛利浦公司研製，是適用於同步串列資料傳輸的雙線式低速序列介面。I2C 介面具有兩線通信，非常簡單的通信協定和在同一匯流排上和多個設備進行通信的能力的優點，使之在很多的應用場合中大受歡迎。
I2C 介面操作
I2C 序列介面是一個雙線的介面，有一條串列資料線SDA 和一條串列時鐘線SCL。由於可能有多個設備在同一條匯流排上相互連接，所以這些設備的輸出都是開漏型輸出。因此應在這些輸出口上都加上拉電阻。應注意的是，I2C 匯流排上的每個設備都沒有選擇線，但分別與唯一的位址一一對應，用於I2C 通信。
如果有兩個設備通過雙向的I2C 匯流排進行通信，那麼就存在一個主機和一個從機。主機和從機都可以用於傳輸和接收資料， 但只有主機才可以控制匯流排動作，也只有主機才可以驅動時鐘線SCL。那些處於從機模式的設備，將只能對主機作出回應， 要在I2C 匯流排上傳輸資料只有兩種方式， 一是從機發送模式，二是從機接收模式一些寄存器用來控制I2C 匯流排界面的整體操作。
I2C 位址和寄存器寫/ 讀
I2C位址選擇
當該晶片僅作為從機工作時，由於可能有多個設備在同一條I2C 匯流排上相互連接，因此它將需要一個特定的位址，I2C 位址為0xD0。
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CS5560 SIMC0 寄存器 − 0EH
Bit Name R/W POR 7 SIMS R/W 0 6 — — — 5 — — — 4 — — — 3 SIMDEB1 R/W 0 2 SIMDEB0 R/W 0 1 — — — 0 — — — Bit 7 SIMS： 0：正常工作
1：導致不可預測的反應 對於正常的操作，該位必須保持為零。
Bit 6~4 未定義，讀為\"0\"
Bit 3~2 SIMDEB1~SIMDEB0：I2C 去抖時間選擇位
00：無去抖時間
01：2 個系統時鐘去抖時間 10：4 個系統時鐘去抖時間 11：4 個系統時鐘去抖時間
Bit 1~0 未定義，讀為\"0\"
起始和停止操作
正常情況下，SCL線為低時，SDA線才會發生變化。然而，有兩個例外情況，即起始和停止操作，即SCL 線將被主機強制拉高，而SDA線的狀態將會改變。如圖所示，當SCL線高時，SDA線高到低的轉換表示開始操作，SDA線低到高的轉換表示停止操作。
I2C 匯流排資料傳輸
I2C 匯流排上會進行8位寬度的資料傳輸，這個資料傳輸順序是最高有效位元，即高位在前，最低有效位，即低位在後。當在SDA 線上設置資料時，SCL 線將產生一個高脈衝來鎖存資料。當SCL 線為高時，SDA線將不允許改變狀態。若8位元資料已傳輸完成，設備將發送第9位元，即應答信號。因此，總共傳輸了9個位，接著9個SCL時鐘脈衝傳輸每一筆8位元資料或位元組。當接收方發送回一個ACK 低位時，表示接收方接收了8位元資料，並準備接收下一個位元組。如果發送回來的是ACK高位，表示接收方無法進一步接收到任何資料，並且主機應該發送一個停止序列。
I2C寄存器寫/讀 寫過程
Bit Start 7 6 5 4 3 2 1 0 7 6 5 4 3 2 1 0 ACK 7 6 5 4 3 2 1 0 Device Address Write ACK Register Address Register Data ACK Stop 讀過程
Bit 7 Start 6 5 4 3 2 1 0 7 6 5 4 3 2 1 0 7 6 5 4 3 2 1 0 7 6 5 4 3 2 1 0 Device Address Write ACK Register Address ACK Start Device Address Read ACK Register Data ACK Stop Cooperation Electronic technology Co.,Ltd. Taiwan/Singapore 頁 16
CS5560 I2C 匯流排起始信號
起始信號只能由連接I2C匯流排的主機產生， 而不是由從機產生。匯流排上的所有從機都可以偵測到起始信號。起始信號是指在SCL 為高電平時，SDA 線上發生從高到低的電平變化。
從機地址
I2C 匯流排上的所有從機都會偵測由主機發出的起始信號。發送起始信號後，緊接著主機會發送從機位址以選擇要進行資料傳輸的從機。從機隨後發出一個低電平應答信號( 即第9 位)。
I2C 匯流排從機位址應答信號
主機發送呼叫位址後，當I2C 匯流排上的任何從機內部位址與其匹配時，會發送一個應答信號。此應答信號會通知主機有從機已經接收到了呼叫地址。如果主機沒有收到應答信號，則主機必須發送停止(STOP) 信號以結束通信。
I2C 匯流排資料和應答信號
在從機確認接收到從位址後，會進行8 位寬度的資料傳輸。這個資料傳輸順序是的高位在前，低位元在後。接收方在接收到8 位元資料後必須發出一個應答信號(“0”) 以繼續接收下一個資料。如果從機發送方沒接收到來自主機接收方的應答信號，發送方將釋放SDA 線，此時主機方可發出STOP 信號以釋放I2C 匯流排。
I2C 超時功能
I2C 介面包括超時功能，由單個寄存器控制。該寄存器設置了系統時鐘單元總體功能的使能/ 除能以及超時時間。通過讀取SIMTOF 位元來決定I2C 匯流排是否超時。當I2C 匯流排超時時，該位元將自動置高，但需要通過應用程式手動清除。
SIMTOC寄存器 − 10H
Bit Name R/W POR 0：除能 1：使能
7 SIMTOEN R/W 0 6 SIMTOF R/W 0 5 SIMTOS5 R/W 0 4 SIMTOS4 R/W 0 3 SIMTOS3 R/W 0 2 SIMTOS2 R/W 0 1 SIMTOS1 R/W 0 0 SIMTOS0 R/W 0 Bit 7 SIMTOEN：I2C 超時控制位 Bit 6 SIMTOF：I2C 超時標誌位元
0：未發生
1：發生 該位置高時，超時功能發生，需由應用程式清除。
Bit 5~0 SIMTOS5~SIMTOS0：I2C 超時時間選擇位 I2C 超時時鐘源是fSUB/32，其中fSUB=fSYS/128。
I2C 超時時間計算方法：([SIMTOS5:SIMTOS0]+1)×(32/fSUB)
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CS5560
應用電路(電橋傳感器上應用)
1CN11E+E-S+S-GND125345DRDYSCLSDA12341234MCU87658765DRDYSDASCL678VCC234U18VCMAN0AN1AN2AN3DRDYSDASCLCS5560-SSAVSSVREFNVREFPAVDDVDDVSSA1A2161514131211109VCCVCCLOAD-CELL
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CS5560
ＡＤＣ參考設定代碼
//----------------------- ADC 初始設定 ----------------------- void INIT_ADC_SETUP(void) //PGA=128 1/2 VREF {I2C_Write(0xd0,0x0a,0xE7); I2C_Write(0xd0,0x1a,0x3E); I2C_Write(0xd0,0x1b,0x34); I2C_Write(0xd0,0x1e,0x08);
I2C_Write(0xd0,0x11,0x01); // HIRCC I2C_Write(0xd0,0x00,0x28); // PWRC I2C_Write(0xd0,0x01,0x2e); // PGAC0 I2C_Write(0xd0,0x02,0x00); // PGAC1 I2C_Write(0xd0,0x03,0x00); // PGACS
if(ADC_SPEED==1){I2C_Write(0xd0,0x07,0x05);} // ADCR0 20HZ else {I2C_Write(0xd0,0x07,0x03);} // ADCR0 10HZ I2C_Write(0xd0,0x09,0x1F); // ADCS I2C_Write(0xd0,0x08,0x00); // ADCR1
//----------------------- ADC 讀取 ----------------------- void Read_AD_Value(void)
{I2C_Read(0xd0,0x04); AD_L=Rdata; I2C_Read(0xd0,0x05); AD_M=Rdata; I2C_Read(0xd0,0x06); AD_H=Rdata; I2C_Write(0xd0,0x08,0x00); value=AD_H;
value=value<<8; value=value+AD_M; value=value<<8; value=value+AD_L;}
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CS5560
封装信息PACKAGING 封裝
16-pin SSOP (150mil) 外形尺寸
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