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PNI地磁傳感器配合英文的翻譯 不是非常的正確，請(qǐng)參考英文手冊(cè)
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用戶手冊(cè)
SmartSens 3D MagIC
傳感器控制器ASIC
ASIC是Application Specific Integrated Circuit的英文縮寫，在集成電路界被認(rèn)為是一種為專門目的而設(shè)計(jì)的集成電路。
目錄•
1版權(quán)和擔(dān)保信息............................................. ...............
2引言................................................ .................................................. ........ 5
3規(guī)格................................................ .................................................. ..... 6
3.1設(shè)備特性............................................... ......................... 6
3.2典型操作特性............................................. .. 8
3.3尺寸和包裝............................................. ..................... 9
3.4 SOLDERING ................................................ ................................................. 12
4概述和引腳輸出............................................ ............................................ 13
4.1概述................................................ .................................................. 13
4.2空閑模式............................................... .................................................. .. 15
4.3 3D MAGIC引腳和連接............................................ ...... 15
5 SPI接口............................................... .................................................. ....... 17
5.1 SPI引腳............................................... .................................................. ....... 17
5.1.1 SCLK（串行時(shí)鐘輸入）......................................... ........................ 17
5.1.2 SSN（從選擇）......................................... ................................. 17
5.1.3 MISO（串口輸出）......................................... ................................... 17
5.1.4 MOSI（串行輸入）......................................... ...................................... 17
5.2硬件手柄扣............................................. ............... 18
5.2.1 DRDY（數(shù)據(jù)就緒）......................................... ............................... 18
5.2.2清除（清除命令寄存器）......................................... ........ 18
5.3 SPI接口操作............................................. ....................... 18
6操作 - 標(biāo)準(zhǔn)模式............................................. ............................. 21
6.1指令寄存器............................................... ................................. 21
6.1.1啟動(dòng)傳感器測(cè)量............................................ ............... 21
6.1.2讀/寫周期計(jì)數(shù)寄存器....................................... ...... 22
6.2周期數(shù)注冊(cè)表............................................. ......................... 22
6.3制作測(cè)量............................................. .......................... 23
7操作 - LEGACY MODE ............................................. .................................. 25
7.1指令寄存器............................................... ................................. 25
7.1.1啟動(dòng)傳感器測(cè)量............................................ ............... 25
7.1.2讀/寫到時(shí)鐘設(shè)置寄存器........................................ ............. 26
7.2時(shí)鐘設(shè)定寄存器............................................. ................................. 27
7.2.1時(shí)鐘分隔............................................. ......................................... 27
7.2.2期間分割............................................. ....................................... 28
7.3制作測(cè)量............................................. .......................... 29
數(shù)字清單
圖3-1：增益與循環(huán)次數(shù)....................................... .................................................. .. 8
圖3-2：每軸的最大數(shù)據(jù)速率與循環(huán)次數(shù)的關(guān)系.................................... ................ 8
圖3-3：3D MagIC MLF機(jī)械制圖........................................ ............................. 9
圖3-4：3D MagIC MLF磁帶尺寸........................................ ................................ 10
圖3-5：3D MagIC芯片布局布局........................................ ........................................... 10
圖3-6：傳統(tǒng)11096 ASIC應(yīng)用的焊接接線布局示例.................. 11
圖3-7：推薦的焊料回流曲線......................................... ......................... 12
圖4-1：典型的3D MagIC MLF應(yīng)用電路....................................... ................... 13
圖4-2：偏置圖........................................... .................................................. ...... 14
圖5-1：SPI測(cè)量/讀取數(shù)據(jù)時(shí)序圖 - 標(biāo)準(zhǔn)模式............................... 19
圖5-2：SPI測(cè)量/讀取數(shù)據(jù)時(shí)序圖 - 傳統(tǒng)模式.................................. 19
圖5-3：SPI讀/寫數(shù)據(jù)時(shí)序....................................... ......................................... 20
表格清單
表3-1：絕對(duì)最大額定值......................................... .......................................... 6
表3-2：推薦的操作條件......................................... ........................... 6
表3-3：電氣特性........................................... ..............................................
表3-4：推薦的焊接處理參數(shù)......................................... ........... 12
表4-1：3D MagIC引腳分配......................................... ......................................... 16
表5-1：時(shí)序規(guī)范........................................... ................................................. 20
表6-1：循環(huán)計(jì)數(shù)寄存器......................................... ................................................. 23
1版權(quán)和保修信息
PNI傳感器公司
133航空大樓，套房101
Santa Rosa，CA 95403，USA
電話：（707）566-2260
傳真：（707）566-2261
擔(dān)保和責(zé)任限制。 PNI傳感器公司（“PNI”）從其新產(chǎn)品或新產(chǎn)品的零部件制造產(chǎn)品。 PNI保證在出貨之日起九十（90）天內(nèi)，如果適用的產(chǎn)品將被交付，則不另行規(guī)定保修期限：（i）在PNI的價(jià)格表中，訂單接受;或（ii）在訂單接受時(shí)在PNI的網(wǎng)站上，不存在材料和工藝上的缺陷，并將按照PNI在訂購時(shí)生效的產(chǎn)品的已發(fā)布規(guī)格和文件進(jìn)行操作。 PNI將不會(huì)對(duì)影響產(chǎn)品的形式，適合性或功能的規(guī)格或制造過程進(jìn)行任何更改，無需書面通知客戶，但PNI可隨時(shí)對(duì)其規(guī)格或制造流程進(jìn)行細(xì)微更改不影響產(chǎn)品的形式，適合或功能。如果產(chǎn)品的序列號(hào)或其他識(shí)別標(biāo)記已被損壞，損壞或移除，則本保修將失效。本保證不包括由于正常使用造成的磨損和由于使用不當(dāng)導(dǎo)致的產(chǎn)品損壞，忽視照顧，更改，意外或未經(jīng)授權(quán)的維修。
以上保證取代任何其他明示，暗示或法定的擔(dān)保，包括但不限于任何適銷性，適用于任何特定用途的任何擔(dān)保，或任何其他任何建議，規(guī)范或其他規(guī)定的擔(dān)保樣品。 PNI無論是否同意授權(quán)任何人
對(duì)于任何其他責(zé)任
如果根據(jù)本協(xié)議提供的任何產(chǎn)品不符合上述擔(dān)保，客戶唯一和唯一的補(bǔ)救措施以及PNI的唯一和排他責(zé)任將以PNI的選擇進(jìn)行修理，更換或授予客戶的帳戶，金額等于支付任何此類產(chǎn)品在適用的保修期內(nèi)失敗，條件是（i）客戶以書面形式及時(shí)通知PNI，該產(chǎn)品有缺陷并提供缺陷說明; （ii）此類產(chǎn)品以客戶的風(fēng)險(xiǎn)和費(fèi)用退回給PNI的服務(wù)設(shè)施;和（iii）PNI認(rèn)為存在聲稱的缺陷，不是由意外，誤用，忽視，更改，修理，安裝不正確或不正確的測(cè)試引起的。如果產(chǎn)品有缺陷，產(chǎn)品退回到美國和加拿大境內(nèi)的客戶的運(yùn)輸費(fèi)用將由PNI支付。對(duì)于所有其他位置，保修不包括所有運(yùn)輸費(fèi)用，通關(guān)費(fèi)用和其他相關(guān)費(fèi)用。 PNI將有合理的時(shí)間進(jìn)行維修或更換產(chǎn)品或貸記客戶的賬戶。 PNI保證任何此類修理或更換的產(chǎn)品與原始購買的產(chǎn)品相同的條件下不存在材料和工藝上的缺陷。
除了違反本協(xié)議所規(guī)定的保修補(bǔ)救措施或人身傷害之外，PNI對(duì)與使用或者其他相關(guān)的任何間接或投機(jī)性損害（包括但不限于相應(yīng)的，附帶的，懲罰性的和特殊的損害賠償）概不負(fù)責(zé)， 無論使用本產(chǎn)品，無論是由于合同，疏忽，侵權(quán)行為，或任何保修理論引起的，還是侵犯任何其他方的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，無論P(yáng)NI是否預(yù)先通知可能發(fā)生的任何此類損害， 但不限于使用損失，收入或利潤。 在任何情況下，PNI對(duì)產(chǎn)品的所有索賠的總負(fù)債超過產(chǎn)品支付的價(jià)格。 PNI既不承擔(dān)也不授權(quán)任何人承擔(dān)任何其他責(zé)任。
某些州和省不允許限制隱含的保修期限多長時(shí)間或排除或限制偶然或間接損失，因此上述限制或排除可能不適用于您。 本保修給予您特定的法定權(quán)利，您可能有其他權(quán)利會(huì)因州或省而異。
2介紹
感謝您購買PNI傳感器公司的SmartSens 3D MagIC。 3D MagIC是與PNI的SmartSens磁感應(yīng)（MI）傳感器（Sen-XY和Sen-Z）一起使用的控制和測(cè)量ASIC，與PNI的相比，在數(shù)據(jù)速率和功耗方面呈現(xiàn)了巨大的進(jìn)步 先前的傳統(tǒng)ASIC。 它包含用于與SmartSens傳感器交互的驅(qū)動(dòng)和測(cè)量電路，用于與SPI總線上的主機(jī)微處理器通信的接口電路，用于外部時(shí)鐘或晶體振蕩器的內(nèi)部時(shí)鐘和輸入。 3D MagIC可以控制和測(cè)量三個(gè)獨(dú)立的SmartSens傳感器。 每個(gè)SmartSens傳感器可單獨(dú)選擇進(jìn)行測(cè)量，并可單獨(dú)配置為測(cè)量分辨率
對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用，SmartSens MI傳感器用作簡(jiǎn)單LR弛豫振蕩電路中的電感元件，其有效電感與平行于傳感器軸的磁場(chǎng)成比例。 當(dāng)由3D MagIC驅(qū)動(dòng)時(shí)，振蕩頻率會(huì)改變平行于傳感器的磁場(chǎng)的強(qiáng)度。
3D MagIC的輸出本質(zhì)上是數(shù)字的，可以直接饋入微處理器，無需信號(hào)調(diào)理或傳感器與微處理器之間的模擬/數(shù)字接口。 SmartSens電路的簡(jiǎn)單性與缺乏信號(hào)調(diào)理相結(jié)合，使得與替代磁通門或磁阻（MR）技術(shù)相比，實(shí)現(xiàn)起來更容易，成本更低
由于SmartSens電路在頻域工作，所以分辨率和噪聲都是
通過循環(huán)次數(shù)干凈地建立。 相比之下，磁通門和MR
技術(shù)需要昂貴且復(fù)雜的信號(hào)處理以獲得類似的分辨率和噪聲，而對(duì)于某些應(yīng)用，SmartSens解決方案無法匹配。
3規(guī)格
3.1設(shè)備特性
表3-1：絕對(duì)最大額定值
Parameter Symbol Minimum Maximum Units
Analog/Digital DC Supply
Voltage
AV DD ,
DV DD
-0.3 +3.7 VDC
Input Pin Voltage V IN -0.3 AV DD or DV DD VDC
Input Pin Current @ 25C I IN -10.0 +10.0 mA
Storage Temperature T STRG -40° +125° C
參數(shù)符號(hào)最小最大單位
模擬/數(shù)字直流電源
電壓
AV DD，
DV DD
-0.3 +3.7 VDC
輸入引腳電壓V IN -0.3 AV DD或DV DD VDC
輸入引腳電流@ 25C I IN -10.0 +10.0 mA
存儲(chǔ)溫度T STRG -40°+ 125°C
警告：
超出上述范圍的壓力可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備永久性損壞。 這些只是壓力等級(jí)。 在這些或超出規(guī)范操作部分所述條件的任何其他條件下，器件的功能操作不被暗示。 長時(shí)間暴露于絕對(duì)最大額定值條件可能會(huì)影響設(shè)備的可靠性
表3-2：推薦的工作條件
Parameter Symbol Min Typ Max Units
Analog/Digital DC Supply Voltage
AV DD ,
DV DD
1.6 3.3 3.6 VDC
Supply Voltage
Difference
(DV DD -AV DD )
During Operation ∆V DD_OP -0.1 0 +0.1 VDC
Analog Unpowered ∆V DD_OFF DV DD -0.1 DV DD DV DD +0.1 VDC
Bias Resistance V DD = 3.3 V Rb 68 Ω
External Timing Resistor for Clock R EXT 33 kΩ
Operating Temperature T OP -40 +85 C
參數(shù)符號(hào)最小值典型值最大值單位
模擬/數(shù)字直流電源電壓
AV DD，
DV DD
1.6 3.3 3.6 VDC
電源電壓
區(qū)別
（DV DD -AV DD）
在操作期間ΔVDD_OP -0.1 0 +0.1 VDC
模擬無電壓ΔVDD_OFF DV DD -0.1 DV DD DV DD +0.1 VDC
偏置電阻V DD = 3.3 V Rb 68Ω
時(shí)鐘R外部定時(shí)電阻EXT 33kΩ
工作溫度T OP -40 +85 C
表3-3：電氣特性
Parameter Symbol Min Typ Max Units
Average Operating Current 1,2 I DDM 0.25 mA
Idle Mode Current I DDI 1 µA
Leakage Current I DVDD 100 nA
High level input voltage V IH 0.7*DV DD V DD V
Low level input voltage V IL 0 0.3*DV DD V
High level output current I OH 1 mA
Low level output current I OL -1 mA
Sensor Circuit Oscillation
Frequency 3
SC OSC 185 kHz
Internal Oscillator Frequency OSC FREQ 45 MHz
參數(shù)符號(hào)最小值典型值最大值單位
平均工作電流1,2 I DDM 0.25 mA
空閑模式電流I DDI 1μA
泄漏電流I DVDD 100 nA
高電平輸入電壓V IH 0.7 * DV DD V DD V
低電平輸入電壓V IL 0 0.3 * DV DD V
高電平輸出電流I OH 1 mA
低電平輸出電流I OL -1 mA
傳感器電路振蕩
頻率3
SC OSC 185 kHz
內(nèi)部振蕩器頻率OSC FREQ 45 MHz
注意：
1）偏置電阻要確定，但預(yù)計(jì)在50Ω至70Ω的范圍內(nèi)。
2）輪詢速率為8 Hz，周期數(shù)為1024，快速偏置模式為。
3）當(dāng)將3D MagIC與Sen-XY或Sen-Z傳感器和適當(dāng)?shù)钠秒娮枰黄鹗褂脮r(shí)。 電路振蕩頻率將根據(jù)包括環(huán)境磁場(chǎng)強(qiáng)度在內(nèi)的多個(gè)因素而變化。
3.2典型工作特性
請(qǐng)注意，“循環(huán)計(jì)數(shù)”是由用戶通過循環(huán)計(jì)數(shù)寄存器在標(biāo)準(zhǔn)模式或計(jì)數(shù)器鴻溝（CD）在遺留模式的時(shí)鐘設(shè)置寄存器位。
請(qǐng)注意，“周期計(jì)數(shù)”由用戶通過標(biāo)準(zhǔn)模式下的周期計(jì)數(shù)寄存器或舊模式時(shí)鐘設(shè)置寄存器中的計(jì)數(shù)器分頻（CD）位來設(shè)置。
1000
10 100 1000 10000
Gain (counts/µT)
Cycle Counts
Standard & Legacy w/ CD=1
Legacy w/ CD=16 (default)
Figure 3-1: Gain vs. Cycle Counts
(Resolution = 1/Gain, to the system’s noise limit)
增益（計(jì)數(shù)/μT）
循環(huán)計(jì)數(shù)
標(biāo)準(zhǔn)和遺產(chǎn)w / CD = 1
舊版w / CD = 16（默認(rèn)）
圖3-1：增益與周期計(jì)數(shù)
（分辨率= 1 /增益，系統(tǒng)噪聲限制）
Maximum Data Rate per Axis (Hz
Cycle Counts
Figure 3-2: Maximum Data Rate per Axis vs. Cycle Counts
每軸最大數(shù)據(jù)速率（Hz
循環(huán)盤點(diǎn) 循環(huán)計(jì)數(shù)
圖3-2：每軸的最大數(shù)據(jù)速率與循環(huán)次數(shù)的關(guān)系
3.3尺寸和包裝
尺寸單位：mm。 PCB土地樣式
圖3-3：3D MagIC MLF機(jī)械制圖
1.10 sprocket hole pitch cumulative tolerance 0.2
2.camber in compliance with EIA 418
3.pocket position relative to sprocket hole measured as true position of pocket，not pocket hole all dimensions in millimeters
1.10鏈輪孔間距累積公差0.2
3.2.符合EIA 418標(biāo)準(zhǔn)
相對(duì)于鏈輪孔的口袋位置測(cè)量為口袋的真實(shí)位置，而不是口袋孔所有尺寸以毫米為單位
圖3-4：3D MagIC MLF磁帶尺寸
the orgin（0，0）is the lower left coordinate of the center pads
原點(diǎn)（0,0）是中心焊盤的左下坐標(biāo)
the chip size （2080.0 μm） is calculated using pad to scribe distance
芯片尺寸（2080.0μm）使用墊到劃線距離進(jìn)行計(jì)算
Figure 3-5: 3D MagIC Die Pad Layout
圖3-5：3D MagIC芯片布局
圖3-6：Legacy 11096 ASIC應(yīng)用程序的焊接布局示例
請(qǐng)注意，圖3-6只是為了說明的目的。 樣品接合焊盤布局取自PNI產(chǎn)品。 客戶的焊盤布局將會(huì)有所不同，客戶應(yīng)用的最佳布局也將不同
3.4焊接
表3-4：推薦的焊接處理參數(shù)
Reflow Parameter Temperature (C) TIME (sec)
Preheat Temperature (T smin To T smax ) 150°C – 200°C 60-180
Temperature T l (Typical Lead-Free Solder Melting Point) >218°C
T smax To T l Ramp-Up Rate 3°C/Second Max
Peak Temperature T p <260°C
Time 25°C To Peak T p 6 Minute Max
Time Maintained Above Temperature T l (T l ) 218°C 60-120
Soak (Time Within 5° Of Actual Peak T p ) 10-20
Rampdown Rate 4°C/Second Max
回流參數(shù)溫度（℃）TIME（秒）
預(yù)熱溫度（T smin To T smax）150℃-200℃60-180℃
溫度T l（典型無鉛焊料熔點(diǎn)）> 218°C
T smax To T l升壓速率3°C /秒最大
峰溫T p <260℃
時(shí)間25°C至峰值T p 6分鐘最大
時(shí)間保持在高于溫度T l（T l）218°C 60-120
浸泡（時(shí)間在實(shí)際峰值T p的5°以內(nèi)）10-20
降速率4°C /秒最大
一個(gè)。 符合IPC / JEDEC J-STD-020的配置文件建議
圖3-7：推薦的焊料回流曲線
4概述和引腳輸出
4.1概述
3D MagIC包含用于控制PNI的SmartSens磁感應(yīng)傳感器的驅(qū)動(dòng)和測(cè)量電路，以及用于與SPI總線上的主機(jī)微處理器通信的接口電路以及內(nèi)部時(shí)鐘。 它是作為SmartSens磁感應(yīng)電路中的組件，如圖4-1所示，其偏置的細(xì)節(jié)如圖4-2所示。 根據(jù)實(shí)際應(yīng)用要求，3D MagIC可用于從一個(gè)到三個(gè)傳感器進(jìn)行接口。
注意：3D MagIC通常用于羅盤應(yīng)用程序，每個(gè)通道表示笛卡爾坐標(biāo)軸（x，y或z）。 因此，在本文檔中通常使用術(shù)語“軸”來代替通道。
圖4-1：典型的3D MagIC MLF應(yīng)用電路
正向偏置 反向偏置
來自主機(jī)系統(tǒng)的單個(gè)8位命令配置并啟動(dòng)3D MagIC的軸測(cè)量。 3D MagIC可以根據(jù)應(yīng)用要求與一到三個(gè)傳感器進(jìn)行接口。 未使用的傳感器連接應(yīng)保持浮動(dòng)。 磁感應(yīng)傳感器在由數(shù)字門外部偏置電阻器和3D MagIC內(nèi)部的比較器組成的振蕩器電路中工作。 一次只能測(cè)量一個(gè)傳感器。 要測(cè)量傳感器，通過指定要測(cè)量軸的SPI端口將命令字節(jié)發(fā)送到3D MagIC。 在正向和反向偏置方向上測(cè)量完成主機(jī)指定數(shù)量的振蕩周期的時(shí)間。 3D MagIC返回以2的補(bǔ)碼格式表示的兩個(gè)測(cè)量次數(shù)之間的差值，該數(shù)字與局部磁場(chǎng)的方向和強(qiáng)度成正比。
3D MagIC的輸出提供了正向偏置和反向偏置傳感器測(cè)量之間的高速振蕩器周期的差異。 為了進(jìn)行測(cè)量，傳感器的一側(cè)接地，另一側(cè)通過振蕩器以正和負(fù)電流交替驅(qū)動(dòng)。 電路振蕩（循環(huán)計(jì)數(shù)）的數(shù)量由軟件用戶定義，并確定每次測(cè)量需要多少次RL電路的振蕩。 循環(huán)次數(shù)越多，測(cè)量的分辨率越高，采樣時(shí)間越長。 高速振蕩器測(cè)量數(shù)字周期計(jì)數(shù)所需的時(shí)間。 3D MagIC接下來將偏置連接切換到傳感器，并進(jìn)行另一個(gè)測(cè)量。 以前接地的一側(cè)現(xiàn)在已經(jīng)充電和放電，而另一個(gè)接地。
4.2空閑模式
3D MagIC集成了空閑模式以降低功耗
當(dāng)它不交換數(shù)據(jù)或進(jìn)行測(cè)量時(shí)自動(dòng)空閑。 與傳統(tǒng)11096 ASIC不同，3D MagIC在上電時(shí)處于空閑模式，在空閑模式下啟動(dòng)電源，直到需要測(cè)量。 因此，不需要通過一個(gè)測(cè)量請(qǐng)求操作來循環(huán)3D MagIC，以確保它處于空閑模式，如傳統(tǒng)11096 ASIC所要求的。
4.3 3D MagIC引腳分配和連接
3D MagIC的引腳排列如表4-1所示。 引腳編號(hào)從頂部運(yùn)行（從頂部看），從引腳1指示符開始，如圖3-3所示。
表4-1：3D MagIC引腳分配
MLF針腳＃針腳＃針名稱說明
1 1 MOSI SPI接口 - 主機(jī)輸出，從機(jī)輸入串行數(shù)據(jù)
2 2 NC不要連接
3 3 SSN SPI接口 - 低電平選擇端口
4 4 AV DD ASIC的模擬部分的電源電壓
5 5 AV SS ASIC的模擬部分接地引腳
6 6 Z DRVP Z傳感器驅(qū)動(dòng)輸出
7 7 Z INP Z傳感器測(cè)量輸入
8 8 Z INN Z傳感器測(cè)量輸入
9 9 Z DRVN Z傳感器驅(qū)動(dòng)輸出
10 10 Y DRVP Y傳感器驅(qū)動(dòng)輸出
11 11 Y INP Y傳感器測(cè)量輸入
12 12模式模式選擇：連接DV SS為標(biāo)準(zhǔn)，DV DD為Legacy
13 13 Y INN Y傳感器測(cè)量輸入
14 14 Y DRVN Y傳感器驅(qū)動(dòng)輸出
15 15 X DRVP X傳感器驅(qū)動(dòng)輸出
16 16 X INP X傳感器測(cè)量輸入
17 17 X INN X傳感器測(cè)量輸入
18 18 X DRVN X傳感器驅(qū)動(dòng)輸出
19 19 DV SS ASIC數(shù)字部分的接地引腳
- 20 NC不連接
20 21 NC不要連接
21 22 NC不要連接
22 23清除命令注冊(cè)表
23 24 DRDY數(shù)據(jù)就緒命令
24 25 COMP比較器輸出（用于調(diào)試，一般不連接）
25 26 R EXT高速時(shí)鐘的外部定時(shí)電阻。
26 27 DV DD數(shù)字部分的電源電壓。
27 28 SCLK SPI接口 - 串行時(shí)鐘輸入
28 29 MISO SPI接口 - 主輸入，從機(jī)輸出
5 SPI接口
來自3D MagIC的數(shù)據(jù)流通過一個(gè)遵循SPI總線協(xié)議的同步串行接口。 用戶還可以執(zhí)行硬件握手，但這是可選的。本節(jié)回顧了SPI接口和硬件握手。
5.1 SPI引腳
5.1.1 SCLK（串行時(shí)鐘輸入）
SPI輸入用于通過MISO和MOSI引腳同步發(fā)送和傳出的數(shù)據(jù)。
SCLK由客戶提供的主設(shè)備生成，應(yīng)為1 MHz或更小。 一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)在八個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)進(jìn)行交換。 數(shù)據(jù)由主器件在SCLK的上升沿引發(fā)。 在SCLK的下降沿，數(shù)據(jù)被移出并呈現(xiàn)給MOSI引腳上的3D MagIC。
5.1.2 SSN（從選擇）
該信號(hào)將3D MagIC設(shè)置為SPI總線上的操作從設(shè)備。 在任何一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸之前，SSN引腳必須為低電平，并且在整個(gè)傳輸期間必須保持低電平。 當(dāng)3D MagIC進(jìn)行測(cè)量或空閑，而且在完成了所有通信之后，SPI總線可以被釋放（SSN引腳設(shè)置為HIGH），用于與另一個(gè)從設(shè)備通信。 如果3D MagIC是SPI總線上唯一的器件，則此引腳可能會(huì)永久接地。
5.1.3 MISO（串口輸出）
將數(shù)據(jù)從3D MagIC發(fā)送到主設(shè)備的SPI輸出。數(shù)據(jù)首先傳輸最高有效位，并在SCLK的上升沿由主器件捕獲。如果未選擇3D MagIC（即，如果SSN = 1），則MISO引腳處于高阻狀態(tài)。 高阻狀態(tài)：不是高電平也不是低電平，相當(dāng)于隔斷狀態(tài)
5.1.4 MOSI（串行輸入）
SPI輸入，可從主設(shè)備向3D MagIC提供數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)首先被傳送到最高位。
數(shù)據(jù)必須在SCLK的上升沿至少50 ns之前呈現(xiàn)，并且在邊沿后保持有效值為50 ns。
在SCLK的下降沿可能會(huì)向MOSI引腳提供新的數(shù)據(jù)
5.2硬件握手引腳
5.2.1 DRDY（數(shù)據(jù)就緒）
建議使用DRDY引腳來確保只有在可用時(shí)，才能從3D MagIC讀取數(shù)據(jù)。
啟動(dòng)傳感器測(cè)量命令發(fā)送后，測(cè)量完成后，DRDY引腳將變?yōu)楦唠娖健?這表示主機(jī)系統(tǒng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好被讀取。 在啟動(dòng)另一次測(cè)量之前，應(yīng)將DRDY引腳設(shè)置為低電平。 這可以通過以下任一操作清除命令寄存器：
在外部，通過切換CLEAR引腳；
內(nèi)部讀取或?qū)懭霑r(shí)鐘設(shè)置寄存器后。
注意：如果在上一次測(cè)量完成之前（DRDY變?yōu)楦唠娖剑┲皢?dòng)新的命令序列，則上一個(gè)命令將被覆蓋。 這也將停止測(cè)量周期。 如果嘗試在讀出階段發(fā)送一個(gè)新命令，則在DRDY變?yōu)楦唠娖胶螅顚⒈缓雎裕钡剿?6位已經(jīng)被計(jì)時(shí)，或者CLEAR引腳設(shè)置為高電平（然后再次為低電平）
5.2.2清除（清除命令寄存器）
要啟動(dòng)清除命令，CLEAR引腳必須切換為LOW-HIGH-LOW。 CLEAR通常為LOW。 CLEAR將清除命令寄存器并將DRDY引腳復(fù)位為LOW。 CLEAR可用于停止任何傳感器測(cè)量。 CLEAR對(duì)SPI寄存器狀態(tài)沒有影響。
注意：CLEAR引腳類似于PNI的傳統(tǒng)ASIC上的RESET引腳。 然而，讀取或讀取時(shí)鐘設(shè)置寄存器也將清除命令寄存器。 因此，如果主機(jī)系統(tǒng)將讀或?qū)懭霑r(shí)鐘設(shè)置寄存器以清除命令寄存器，則不需要使用CLEAR引腳
5.3 SPI接口操作
在實(shí)現(xiàn)SPI端口時(shí)，無論是專用的硬件外圍端口還是一個(gè)
使用通用I / O（也稱為Bit-Banging）的軟件實(shí)現(xiàn)端口，必須滿足時(shí)序參數(shù)（如圖5-1，圖5-2和圖5-3所示），以確保可靠的通信。當(dāng)SCLK為低電平時(shí)，數(shù)據(jù)處于轉(zhuǎn)換狀態(tài)。 時(shí)鐘設(shè)置和保持時(shí)間t DBSH和t DASH必須大于50 ns。 與3D MagIC一起使用的時(shí)鐘相位為零（CPOL = 0）。 數(shù)據(jù)存在于MISO上，或者應(yīng)該在MOSI之前呈現(xiàn)在第一個(gè)從低到高的時(shí)鐘轉(zhuǎn)換之前。
指令周期 重新申請(qǐng)周期
圖5-1：SPI測(cè)量/讀取數(shù)據(jù)時(shí)序圖 - 標(biāo)準(zhǔn)模式
Start Measurement and Read Measure Data
RFLAG = 0
SSN can go HIGH between measurement command and data read segments
開始測(cè)量和讀取測(cè)量數(shù)據(jù)
RFLAG = 0
測(cè)量命令和數(shù)據(jù)讀取段之間的SSN可以變?yōu)楦唠娖?br />
command cycle return byte = 0x9B
指令周期返回字節(jié)= 0x9B
圖5-2：SPI測(cè)量/讀取數(shù)據(jù)時(shí)序圖 - 傳統(tǒng)模式
圖5-3：SPI讀/寫數(shù)據(jù)時(shí)序
表5-1：時(shí)序規(guī)范
符號(hào)說明最小類型最大單位
t SC從SSN到CLEAR 10 ns的時(shí)間
t CMIN CLEAR持續(xù)時(shí)間為100 ns
t SSDV從SSN到MOSI的命令字節(jié)的時(shí)間
t DBSH在有效邊沿50 ns之前設(shè)置數(shù)據(jù)的時(shí)間
t DASH在有效邊沿50 ns后設(shè)置數(shù)據(jù)的時(shí)間
t SHDZ從SSN到數(shù)據(jù)三態(tài)時(shí)間100 ns的時(shí)間
請(qǐng)注意，可以使用不同的時(shí)鐘極性選項(xiàng)實(shí)現(xiàn)SPI端口。 與3D MagIC一起使用的時(shí)鐘極性應(yīng)為低電平（CPOL = 0）。 一般來說，SCLK為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)被認(rèn)為是有效的，當(dāng)SCLK為低電平時(shí)，數(shù)據(jù)處于轉(zhuǎn)換狀態(tài)。
如前所述，保持SSN引腳LOW將主設(shè)備專用于3D MagIC。 如果用戶沒有其他從設(shè)備，SSN引腳可以永久接地。 相反，如果用戶具有多個(gè)從器件，則通過將SSN引腳置為高電平，可以將SPI總線釋放到其他器件。 SSN引腳也可以變?yōu)楦唠娖剑?br />
在MOSI引腳上發(fā)送命令字，但在MISO引腳讀取測(cè)量數(shù)據(jù)之前
或在MISO引腳上接收測(cè)量數(shù)據(jù)之后。
6操作 - 標(biāo)準(zhǔn)模式
當(dāng)引腳＃12保持低電平（接地到DV SS）時(shí)，3D MagIC工作在標(biāo)準(zhǔn)模式。 本節(jié)討論如何在標(biāo)準(zhǔn)模式下操作3D MagIC。 有關(guān)傳統(tǒng)模式下的操作說明，請(qǐng)參見第7節(jié)。
6.1命令寄存器
命令寄存器可用于啟動(dòng)傳感器測(cè)量或
讀/寫周期計(jì)數(shù)寄存器。 它由一個(gè)字節(jié)組成。 位7是寄存器
訪問標(biāo)志（RFLAG），并且這控制是否啟動(dòng)傳感器測(cè)量或者將啟動(dòng)對(duì)寄存器的讀/寫。 位0-6的設(shè)置取決于RFLAG的設(shè)置。
6.1.1啟動(dòng)傳感器測(cè)量
命令字節(jié)定義如下：
7 6 5 4 3 2 1 0
RFLAG = 0 0 0 CMPO ODIR MOT AS1 AS0
CMPO：比較器輸出
當(dāng)設(shè)置為高電平時(shí)，這將使COMP引腳上的比較器輸出。
ODIR：振蕩器方向
如果MOT設(shè)置為高電平，則確定磁振蕩器方向。 如果MOT設(shè)置為LOW，
ODIR無效。 僅用于調(diào)試。
MOT：磁振測(cè)試
當(dāng)設(shè)置為高電平時(shí)，使AS0和AS1選擇的傳感器振蕩器（由ODIR選擇的方向）連續(xù)運(yùn)行。 COMP引腳總是輸出，當(dāng)MOT為高電平時(shí)啟用。
當(dāng)MOT位設(shè)置為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)讀取段不支持，可以立即接收到新的命令。
MOT模式可以通過發(fā)送測(cè)量命令，通過將CLEAR設(shè)置為HIGH或通過
接收到NO OP命令（AS0 = AS1 = 0）。
AS0-AS1：軸選擇
確定要測(cè)量的傳感器。
AS1 AS0
沒有操作：見注0 0
通道1（X軸）0 1
通道2（Y軸）1 0
通道3（Z軸）1 1
注意：如果沒有執(zhí)行測(cè)量，則如果數(shù)據(jù)被輸出，則先前的測(cè)量將被讀回。
6.1.2讀/寫周期計(jì)數(shù)寄存器
命令字節(jié)定義如下：
7 6 5 4 3 2 1 0
RFLAG = 1 R / W 0 0 ADR3 ADR2 ADR1 ADR0
讀/寫：讀/寫
HIGH表示來自尋址寄存器的讀操作。 LOW表示寫
操作到尋址的寄存器。
ADR0 - ADR3：寄存器地址位
確定哪個(gè)注冊(cè)表將被寫入或讀取。 當(dāng)要尋址相鄰的寄存器時(shí)，通常是這種情況，
3D MagIC會(huì)自動(dòng)讀取/寫入下一個(gè)相鄰寄存器，不需要重新啟動(dòng)命令序列。 （參見下一節(jié)中的示例。）
6.2循環(huán)計(jì)數(shù)寄存器
循環(huán)計(jì)數(shù)寄存器建立在測(cè)量序列期間將為每個(gè)傳感器計(jì)數(shù)的傳感器振蕩周期數(shù)。
循環(huán)計(jì)數(shù)寄存器記錄每個(gè)傳感器在測(cè)量序列的周期數(shù)。
改變循環(huán)計(jì)數(shù)允許用戶增加測(cè)量分辨率（更高的循環(huán)計(jì)數(shù)）或增加數(shù)據(jù)速率（循環(huán)次數(shù)較少）。 每個(gè)傳感器由兩個(gè)寄存器表示，地址定義如下：
表6-1：循環(huán)計(jì)數(shù)寄存器
寄存器名稱
描述
注冊(cè)地址
CCPX1 X軸周期計(jì)數(shù)值 - MSB3小時(shí)
CCPX0 X軸周期統(tǒng)計(jì)值 - LSB4小時(shí)
CCPY1 Y軸循環(huán)計(jì)數(shù)值 - MSB 5 H
CCPY0 Y軸循環(huán)計(jì)數(shù)值 - LSB 6 H
CCPZ1 Z軸循環(huán)計(jì)數(shù)值 - MSB 7 H
CCPZ0 Z軸循環(huán)計(jì)數(shù)值 - LSB 8 H
所有3軸的循環(huán)計(jì)數(shù)值為100 D（64H）的命令序列的一個(gè)例子如下。 請(qǐng)注意，由于寄存器相鄰，因此不需要發(fā)送多個(gè)命令寄存器命令，因?yàn)?D MagIC將自動(dòng)讀/寫到下一個(gè)相鄰寄存器。
1.將SSN設(shè)置為LOW
2.發(fā)送0x83H（這是命令寄存器字節(jié)，并為X軸處理MSB）
發(fā)送0（這是X軸的MSB）
4.發(fā)送0x64H（這是X軸的LSB）
發(fā)送0（這是Y軸的MSB）
發(fā)送0x64H（這是Y軸的LSB）
7.發(fā)送0（這是Z軸的MSB）
8.發(fā)送0x64H（這是Z軸的LSB）
9.將SSN設(shè)置為高
所有三軸的默認(rèn)值為512 D（LSB = 0 H，MSB = 20 H）的循環(huán)計(jì)數(shù)值
6.3進(jìn)行測(cè)量
以下給出了進(jìn)行傳感器測(cè)量的步驟，序列和時(shí)序如圖5-1和圖5-3所示。通常，用戶通過指定要測(cè)量的傳感器的SPI接口向3D MagIC發(fā)送啟動(dòng)傳感器測(cè)量命令。循環(huán)計(jì)數(shù)寄存器應(yīng)該在發(fā)送此命令之前設(shè)置（或?qū)⑹褂媚J(rèn)值）。在標(biāo)準(zhǔn)模式下，3D MagIC返回傳感器的完整的前向 - 反向測(cè)量結(jié)果，在24位2的補(bǔ)碼PNI傳感器公司發(fā)行版本3D MagIC用戶手冊(cè) - 2010年5月24日第24頁，共29頁格式（范圍： -8388608至8388607）。 請(qǐng)注意，一次只能測(cè)量一個(gè)傳感器。
1.SSN引腳設(shè)置為低電平。這使得能夠與主設(shè)備進(jìn)行通信。
2. 啟動(dòng)傳感器測(cè)量的字節(jié)被輸入MOSI引腳上的3D MagIC。 同時(shí)，3D MagIC將在MISO 引腳上呈現(xiàn)固定的0x9A。 一旦8位已經(jīng)進(jìn)入，3D MagIC將執(zhí)行命令（即進(jìn)行測(cè)量）。
3.此時(shí)可以將SSN輸入返回為高電平，以釋放與其他設(shè)備的主機(jī)通信（如果需要）。 這不會(huì)影響測(cè)量過程。
4.進(jìn)行測(cè)量，其包括向前偏置傳感器并測(cè)量完成預(yù)定數(shù)量的循環(huán)計(jì)數(shù)所需的時(shí)間;然后反向偏置傳感器并再次測(cè)量; 然后在兩個(gè)方向之間取時(shí)間差并呈現(xiàn)此值。
5.測(cè)量結(jié)束時(shí)，DRDY引腳設(shè)置為高電平，表示數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒，
并將3D MagIC置于空閑模式。
6.如果尚未將SSN輸入設(shè)置為LOW，則讀取數(shù)據(jù)。
7.在接下來的24個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，數(shù)據(jù)在MISO引腳上輸出。
8.如果要立即進(jìn)行另一個(gè)測(cè)量，則SSN引腳可以保持低電平，并從上面第2行開始重復(fù)該過程。否則，一般是
建議將SSN引腳設(shè)置為高電平以釋放SPI串行總線。
7操作 - 傳統(tǒng)模式
當(dāng)引腳＃12保持高電平（連接到DV DD）時(shí)，3D MagIC將以舊模式運(yùn)行。 傳統(tǒng)模式的目的是使用戶能夠輕松地將PNI的3D MagIC替代為PNI的傳統(tǒng)11096 ASIC（p / n 12576）。 本節(jié)討論如何在舊版模式下操作3D MagIC。 有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)模式下的操作說明，請(qǐng)參見第6節(jié)。
7.1命令寄存器
命令寄存器可用于啟動(dòng)傳感器測(cè)量或設(shè)置對(duì)時(shí)鐘設(shè)置寄存器的讀/寫。 它由一個(gè)字節(jié)組成。 位7是寄存器訪問標(biāo)志（RFLAG），它控制是否啟動(dòng)傳感器測(cè)量，或啟動(dòng)對(duì)時(shí)鐘設(shè)置寄存器的讀/寫。 位0-6的設(shè)置取決于RFLAG的設(shè)置。
7.1.1啟動(dòng)傳感器測(cè)量
命令寄存器定義如下：
7 6 5 4 3 2 1 0
RFLAG = 0 PS2 PS1 PS0 ODIR MOT AS1 AS0
PS0-PS2：周期選擇
選擇要計(jì)數(shù)的傳感器電路振蕩周期（周期）數(shù)
同時(shí)使用內(nèi)部固定參考時(shí)鐘來測(cè)量獲得的時(shí)間
這個(gè)數(shù)。
期間選擇
值
周期
計(jì)數(shù)
PS2 PS1 PS0
0 32 0 0 0
1 64 0 0 1
2 128 0 1 0
3 256 0 1 1
4 512 1 0 0
5 1024 1 0 1
6 2048 1 1 0
7 4096 1 1 1
ODIR：振蕩器方向
如果MOT設(shè)置為高電平，則確定磁振蕩器方向。 如果MOT設(shè)置為LOW，
ODIR無效。 僅用于調(diào)試。
MOT：磁振測(cè)試
當(dāng)設(shè)置為高電平時(shí)，使傳感器振蕩器由AS0和AS1選擇（在
ODIR選擇的方向）連續(xù)運(yùn)行。 COMP引腳總是輸出
當(dāng)MOT為高電平時(shí)啟用。 當(dāng)MOT位設(shè)置為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)讀取段
不支持，可以立即接收到新的命令。 MOT模式可以
通過發(fā)送測(cè)量命令，通過將CLEAR設(shè)置為HIGH或通過
接收到NO OP命令（AS0 = AS1 = 0）。
AS0-AS1：軸選擇
確定要測(cè)量的傳感器。
AS1 AS0
沒有操作：見注0 0
通道1（X軸）0 1
通道2（Y軸）1 0
通道3（Z軸）1 1
注意：不執(zhí)行測(cè)量，以前的測(cè)量將是
如果數(shù)據(jù)被輸出，則回讀。
7.1.2讀/寫到時(shí)鐘設(shè)置寄存器
命令寄存器定義如下：
7 6 5 4 3 2 1 0
RFLAG = 1 R / W 0 0 0 0 0 0
當(dāng)RFLAG = 1時(shí)，位0-5必須設(shè)置為LOW。
讀/寫：讀/寫
當(dāng)HIGH表示時(shí)鐘設(shè)置寄存器的讀操作時(shí)。 低時(shí)
表示對(duì)時(shí)鐘設(shè)置寄存器的寫操作
7.2時(shí)鐘設(shè)置寄存器
注意：如果用戶將3D MagIC集成到傳統(tǒng)11096 ASIC系統(tǒng)中，并使用相同的周期選擇值，并將“計(jì)數(shù)器除數(shù)”和“周期”ividevalues保留為其默認(rèn)值，則3D MagIC將提供與PNI的舊版ASIC大致相同的分辨率 以相同的數(shù)據(jù)速率。
時(shí)鐘設(shè)置寄存器命令允許用戶以類似于PNI的傳統(tǒng)ASIC的傳統(tǒng)模式來操作3D MagIC，但是可以獲得3D MagIC提供的一些優(yōu)點(diǎn)。具體來說，由于較高的時(shí)鐘速度（30 MHz至2 MHz） MagIC，它能夠?yàn)檩^短的采集時(shí)間提供相同采集時(shí)間（數(shù)據(jù)速率）或相似分辨率的更高分辨率。這是可以通過在時(shí)鐘集寄存器中改變時(shí)鐘劃分和周期劃分值來實(shí)現(xiàn)的。而且，由于功耗與采集時(shí)間直接相關(guān)，這意味著現(xiàn)有的系統(tǒng)可以運(yùn)行與更低的功耗，同時(shí)保持可比分辨率。具體來說，將時(shí)鐘分頻設(shè)置為1，不進(jìn)行任何其他更改，從而提高了16x分辨率的理論值，而不會(huì)改變數(shù)據(jù)速率。或者，將時(shí)鐘分頻設(shè)置為1并將周期分割設(shè)置為16，提供標(biāo)稱相同的分辨率，但在采集時(shí)間的1/16時(shí)間內(nèi)，對(duì)于對(duì)功耗敏感的高速應(yīng)用和/或應(yīng)用程序很有用。
命令寄存器定義如下：
7 6 5 4 3 2 1 0
0 PCS2 PCS1 PCS0 0 CD2 CD1 CD
7.2.1時(shí)鐘分頻
3D MagIC的高速時(shí)鐘以標(biāo)稱32 MHz的速度運(yùn)行，但PNI的傳統(tǒng)ASIC運(yùn)行在標(biāo)稱2 MHz。 因此，當(dāng)3d MagIC處于默認(rèn)傳統(tǒng)模式時(shí)，時(shí)鐘速度除以16，將其降至2 MHz的有效時(shí)鐘速度（與傳統(tǒng)11096 ASIC相同）。時(shí)鐘分頻位允許用戶更改 高速時(shí)鐘的除數(shù)。 將時(shí)鐘分頻比特全部設(shè)置為“0”將導(dǎo)致高速時(shí)鐘以其全速運(yùn)行。 下面列出了給定時(shí)鐘分頻比特的時(shí)鐘分頻值的表格。
時(shí)鐘分頻值CD2 CD1 CD0
1 0 0 0
2 0 0 1
4 0 1 0
8 0 1 1
16 1 0 0
16 1 0 1
16 1 1 0
16 1 1 1
7.2.2期間分割
Period Divide將Period Select（周期選擇）值除以Period Divide（周期除數(shù)）值。
默認(rèn)值為1，這將使循環(huán)計(jì)數(shù)的數(shù)量保持不變。
PCS值PCS2 PCS1 PCS0
1 0 0 0
2 0 0 1
4 0 1 0
8 0 1 1
16 1 0 0
16 1 0 1
16 1 1 0
16 1 1 1
周期分割可用于以比周期選擇允許的周期少的周期運(yùn)行3D MagIC。 例如，周期選擇值為0時(shí)，將計(jì)算32個(gè)周期。 通過將周期分割值設(shè)置為16，周期數(shù)減少到2個(gè)周期，這表示3D agIC可能的循環(huán)次數(shù)最少。 （基本解決方案也將通過這樣做減少16倍）。對(duì)于需要頻繁更新數(shù)據(jù)的高速應(yīng)用程序（如視頻游戲）來說，這一點(diǎn)非常有用。
7.3進(jìn)行測(cè)量
以下給出了進(jìn)行傳感器測(cè)量的步驟，序列和時(shí)序如圖5-3和圖5-3所示。 通常，用戶通過SPI接口向3D MagIC發(fā)送啟動(dòng)傳感器測(cè)量命令，指定要測(cè)量的傳感器和周期選擇。 如果用戶想要改變計(jì)數(shù)器除數(shù)或周期除數(shù)，則它們應(yīng)該通過向時(shí)鐘設(shè)置寄存器發(fā)送命令來單獨(dú)執(zhí)行此操作。 I Legacy Mode，3D MagIC以16位2的補(bǔ)碼格式（范圍：-32768至32767）返回傳感器的完整前向 - 反向測(cè)量結(jié)果。 請(qǐng)注意，一次只能測(cè)量一個(gè)傳感器
1.SSN引腳設(shè)置為低電平。 （這使得能夠與主設(shè)備進(jìn)行通信。）
2. CLEAR引腳設(shè)置為HIGH，然后為LOW。這不是必需的，但是可選的是保持與傳統(tǒng)11096 ASIC的兼容性。
一個(gè)命令字節(jié)被輸入到MOSI引腳上的3D MagIC中。同時(shí)，
3D MagIC將在MISO引腳上呈現(xiàn)固定的0x9B。一旦8位有
時(shí)鐘，3D MagIC將執(zhí)行命令（即進(jìn)行測(cè)量）。
4.此時(shí)SSN輸入可能返回為高電平，以釋放主機(jī)通信
如果需要另一個(gè)設(shè)備。這不會(huì)影響測(cè)量過程。
5.進(jìn)行測(cè)量，其包括向前偏置傳感器并進(jìn)行周期計(jì)數(shù);然后反向偏置傳感器并再次計(jì)數(shù);然后取兩個(gè)方向的差異并呈現(xiàn)此值。
6.測(cè)量結(jié)束時(shí)，DRDY引腳設(shè)置為高電平，指示數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒，并將3D MagIC置于空閑模式。
7.如果尚未將SSN輸入設(shè)置為LOW，則讀取數(shù)據(jù)。
8.在接下來的16個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，數(shù)據(jù)在MISO引腳上輸出。
9.如果要立即進(jìn)行另一個(gè)測(cè)量，SSN引腳可以保持低電平
并重復(fù)該過程。否則，一般建議設(shè)置
SSN引腳為高電平以釋放SPI串行總線。
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