CS5463芯片怎样通过SPI和单片机进行通信呢

　　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），***一下该模块的引脚图。
　　
　　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：
　　
　　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：
　　
　　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
　　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）
　　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）。
　　#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）;
　　else GPIO_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）;
　　else GPIO_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）;
　　else GPIO_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）;
　　else GPIO_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;
　　}