MS5611-01BA03气压计(高度计)中文资料(最终)

1、MS5611-01BA03金属封装气压计组件性能描述高度分辨率组件，10cm 转换时间低于1ms 低功率，工作电流1uA （待机状态0.15uA）3QFN 封装尺寸：5.0 &0 *0 mm供电电压1.8V3.6V集成数字气压传感器（24位ADC ）测量/工作范围：101200mbar （毫巴=百帕）,-40+85 CI2C和SPI接口，传输速率可达 20MHz无外接元件（内置振荡器） 长期稳定性好 描述MS5611-01BA气压传感器是由 MEAS （瑞士）推出的一款 SPI和I2C总线接口的新一 代高分辨率气压传感器，分辨率可达到10cm。该传感器模块包括一个高线性度的压力传感器和一个超低

2、功耗的24位工模数转换器（工厂校准系数）。MS5611提供了一个精确的24位数 字压力值和温度值以及不同的操作模式，可以提高转换速度并优化电流消耗。高分辨率的温度输出无须额外传感器可实现高度计/温度计功能。可以与几乎任何微控制器连接。通信协议简单，无需在设备内部寄存器编程。MS5611压力传感器只有5.0毫米$.0毫米*1.0毫米的小尺寸可以集成在移动设备中。这款传感器采用领先的MEMS技术并得益于 MEAS （瑞士）十余年的成熟设计以及大批量制造经验，保证产品具有高稳定性以及非常低的压力信号滞 后。内部结构及技术数据移动高度计/气压计系统自行车电脑气压表医疗警报高度计 室内导航原理框图Sen

3、sor Ferfonnances (Vdd = 3 V)PressureMinTypMaxUnitRange10120CmbarADC24bitResolution(1)0.06670.04570.037/ 0 010/0J12mbarAccuracy 2宁U. 750 mbar15+ 1.5mbarEtot band, -2010 +85C450 to HOO mbar (2)25+2 5mbarResponse time (1)0.5 /1.1 J 2.1 74.11B.22msLong term stability-1mbar/yrTeinperatureMmTypMaxUnitRang

4、-40+85CResalutio n=0.01scAccuracy0.8+ 0 8CNote&: 1: Oversampling Ratio. 266 / 512 / 1024/2048/4-096| (2) W iWal one pressure point技术数据性能参数最大工作范围参数符号条件最小典型最大1r电源电压V DD-0.3V+4.0V最大压力值P max6bar最大焊接温度T max最长40秒250 C电气特性参数符号条件最小典型最大工作电压V DD1.8V3.0V3.6V工作温度T-40 C+25 C+85 C:工作电流(1 sample per sec.)IddOSR 40

5、96 2048 102451212.5uA6.3uA3.2uA1.7uA2560.9uAVDD对地电容VDD to GND100 nF模数转换（ADC ）参数符号条件最小典型最大输出字长（bit）24OSR 40967.408.229.0420483.724.134.54转换时间（ms）tc10241.882.082.285120.951.061.172560.480.540.60气压值输出特征温度值输出特征数字输入（CSB, I2C , DIN , SCLK ） 气压输出（I2C , DOUT ） 功能描述综合描述MS5611-01BA是由压阻传感器和传感器接口组成的的集成电路，主要功能是把

6、测得未 得补偿模拟气压值经 ADC转换成24位的数字值输出，同时也可以输出一个24位的数字温度值。出厂校验每个模块都在两种温度和两种压力下有其单独的出厂校验，6系数必要补偿为过程变化和温度变化计算和存储到一个内部的128-bit存储器（PROM ）中，这些值（划分成 6个系数）用软件来读取并要通过程序将D1和D2中的值转换成标准气压、温度值。串行接口MS5611-01BA有两种类型的串行接口 :SPI和I2C。通过调节PS引脚的电压来选择使用 I2C或SPI通信接口：Pin PS初odePins usedMignFuSDALowSPISOI. SDO, CSBSPI模式外部微控制器通过输入 S

7、CLK（串行时钟）和SDI（串行数据）来传输数据。在SPI模式下时钟 极性和相位允许同时模式 0和模式3。SDO（串行数据）引脚为传感器的响应输出。CSB（芯片选择）引脚用来控制芯片使能/禁用，所以，其他设备可以共用同一组 SPI总线。在命令发送完毕 或命令执行结束（例如结束的转换）时CSB引脚将被拉高。在SPI总线空闲模式下模块有较好的 噪声性能和在ADC转换时与其他设备链接。I2C模式外部微控制器通过输入 SCLK（串行时钟）和SDA（串行数据）来传输数据。传感器的响应在 一根双向的I2C总线接口 SDA线上。所以这个接口类型只使用2信号线路而不需要片选信号，这可以减少板空间。在I2C模式

8、下补充引脚CSB （芯片选择）代表了 LSB的I2C地址。在I2C总 线上可以使用两个传感器和两个不同的地址。CSB引脚应当连接到VDD或GND（不能悬空）指令MS5611-01BA03只有5个基本命令：1.复位（Reset）2读取存储器（128-bit PROM）3. D1转换4. D2转换5. 读取ADC结果（24-bit气压/温度值）气压和温度计算（详见原文）1. 开始计算结果最大值 ipN =10mbar , PMAX =1200mbar, TM|N - -40C , TMAX =85 C ,Tref =20：C2. 从PROM读取出厂校准数据变量描述|方程推荐变量类型Size值例子/

9、典型bitminMaxC1压力灵敏度|SENSt1uint 161606553540127C2压力抵消| 0FFtiuint 161606553536924C3温度压力灵敏度系数| TCSuint 161606553523317C4温度系数的压力抵消| TCOuint 161606553523282C5参考温度|Trefuint 161606553533464C6温度系数的温度itempsensuint 1616065535283123. 读取数字气压和温度值DI数字压力值uint 322409085466D2数字温度值uint 3224085691504. 计算温度dT实际和参考温度之间的差

10、异8dT =D2Tref =D2-C5*2int 3225-2366temp实际温度(-4085 C 0.01 C的分辨率) TEMP =20 七 +dT * TEMPSENS23= 2000 +dT * C 6 /2int 3241-400085002007=20.07 C5. 计算温度补偿下的气压值OFF实际温度抵消OFF =OFFt1 +TCO*dT=C2*2 16 +(C4* dT) / 27int6441-5017sens实际温度灵敏度SENS=SENS +TCS*dT =C1*2 15 +(C3* dT)/28int6441-254036P温度补偿压力(101200mbar与 0.

11、01mbar分辨率)P =D1*SENS-OFF2115=(D1*SENS/2 OFF)/2int32581000100009 =1000.09 mbar6得到气压和温度值。二阶温度补偿TEMP20C低温T2 =dT2 /231OFF 2=5(TEMP 2000)2 /212 2SENS2 =5(TEMP 2000) /2高温T2 =0OFF 2 = 0SENS2 = 0是非常低的温度OFF2=OFF2 7(TEMP 1500)2SENS2 二 SENS 11(TEMP 1500)2 / 21计算压力和温度TEMP =TEMP -T2OFF =OFF -OFF 2SENS 二 SENE -SE

12、NS2对压力和温度达到最佳精度的流程图SPI 接口SPI命令下面的表格描述中每个命令的大小是1字节（8位）。执行ADC read指令后将会返回一个24-bit的结果，执行PROM read指令后返回16-bit的结果。存储器（PROM）的地址在PROM read命令中的a2， a1和a0位。Comma nd bytehex valueBit rt umber01234567Bit namePR MCOV-TypAd2/0s2Ad1/0s1Ado/ OsOstopCommandReset000111100x1EConvert DI (OSR=256)01000 0Q00X40 JConvert

13、DI (OSR=512)01000010 一0x42 nConvert DI (OSR=1D24)01 100 10p 10 1o n0X44Convert D I (OSR=2048)01 二00 二01 00x46 nConvert DI (OSR=4D96)01 二0010000x48 nConvert D2 (OSR=256)01 二010D000x50Convert D2 (OSR=5 01 二01 0D1o n0x52 nConvert D2 (OSR=1024)01 n01 二0hi0 二00x54Convert D2 (OSR=2048)010101(f0x56 JConver

14、t D2 (OSR4Q96)010110000X53 JADC Read00000000 一0X00 2JPROM Read1010Ad2Ad!Ado0OxAO to OxAE命令结构SPI复位时序转换时序存储器读取时序图参见原文。I2C 接口I2C命令每个I2C通信消息都有开始和停止状态。 MS5611-01BA 的I2C地址为111011CX，其 中C为CSB引脚的补码值（取反）。因为传感器内并没有微控制器， 所有I2C的命令和SPI 是相同的。I2C复位时序复位指令可以在任何时间发送。如果没有成功的上电复位，这可能是被屏蔽的SDA模块在应答状态。MS5611-01BA唯一的复位方式是发送

15、几个 SCLKs后跟一个复位指令或上电复位。llioii Sb o oDevice Address00011110 command0I SOevitf AddieSSa|cmda|p来自主机I来自从机S =开始命令W =写命令 A =应答P =停止命令R =读命令 N =无应答I2C复位指令存储器读取时序第一部分使系统处于PROM读模式，第二部分从系统中读PROM读指令由两部分构成, 取数据。1110 11 CSB 0 Device Address01 o 1 u a 1 id commaixlS | Device AddressWA|cmd byteA P|W =写命令 A =应答R =读命

16、令 N =无应答=011 （系数:3）来自主机 S =开始命令_来自从机 P=停止命令I2C读存储器指令，地址1110 1 1 倉Device Address10 1 1 0 0 X X X X data0xxxxxxxx datanSDevice AddressRAMenioiy bit 15 - 8AMemory bit 7 -1)N P来自主机 S =开始命令W =写命令 A =应答来自从机 P =停止命令R =读命令 N =无应答I2C从芯片中应答转换时序通过向MS5611-01BA发送指令可以进入转换模式。当命令写入到系统中，系统处于忙 碌状态，直到转换完成。当转换完成后可以发送一个

17、读指令，此时MS5611-01BA发回一个应答，24个SCLK时钟将所有bit位传送出来。每隔8bit就会等待一个应答信号1110 11 倉Device Address001001000 commanduSDevice AddressWa|crnd bytep来自主机S =开始命令 W =写命令 A =应答来自从机 P =停止命令R =读命令 N =无应答I2C启动压力转换指令（OSR=4096, typ=D1）1 11 0 1 1 CS0 0 1Dev Ke Address)00000000 command0s| Device Address | 讳 z1cmd byte|A|P来自主机来自

18、从机S =开始命令W =写命令 A =应答P =停止命令R =读命令 N =无应答ADC读时序111011CSB1Device Addiesso XXXXXXXX datat) XXXXXXXX dataoxxxxxxxxdatauS Device Address RADdta 23-16A |Dntd S - 157 - J N P 来自主机来自从机S =开始命令W =写命令 A =应答P =停止命令R =读命令 N =无应答I2C从MS5611-01BA 读取数据循环冗余检查（CRC）MS5611-01BA 包含128-Bit的PROM存储器。存储器中有一个 4bit的CRC数据检测位。

19、下面详细描述了 CRC-4代码的使用。A d dro B151 斗13Dl B12TB11roB 1 0B9D B 8DB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1D B 0016 bit reserved for manufacturer1Coefficient 1 (16 bit unsigned)2Coefficient 2 (16 bit unsigned)3Coefficient 3 (16 bit unsigned)4Coefficient 4 (16 bit unsigned)5Coefficient 5 16 bit unsigned)6Coefficient 6 (16 bit

20、unsigned)7CRC典型应用电路SPI协议LMT 匸selectedVDDCS0VDDsaPSSDOJ-1GhDSCLK协 旳一吕2OutputPortMkj aconliolhiEFTInkffaceI2C协议引脚定义引脚名称类型描述1VDDP电源电压:2PSI通讯协议选择PS high (VDDI2CPS low (GND SPI3GNDG接地4CSBI片选(低电平有效)， 内部连接56SDOO串口数据输出7SDI/SDAI/IO串口数据输入/I2C数据8SCLKI串口时钟*注：原文附录有一些典型测量值的特征曲线可参考。其中的一些关键点：ADC的测量值D1和D2是分别用来测气压和温度

21、的，且基本成线性关系；在常温(20 C)或大于常温时，测量误差很小，而温度低于20 C时，气压和温度测量误差会明显增大；电源电压为 3V时，气压和温度测量误差很小，而其它供电电 压下误差会大幅度增加。51单片机测试代码/*MS5611模块 */*用途：MS5611模块IIC测试程序*/ /* 串口波特率设置为 9600*/#i nclude #in clude /Keil library#i nclude /Keil library#in clude /Keil library#i nclude /Keil library#defi neuchar un sig ned char#defi n

22、euint un sig ned int#defi neulong un sig ned long#defi neMS561101BA_SlaveAddress0xee/定义器件在IIC总线中的从地址#defi neMS561101BA_D10x40#defi neMS561101BA_D20x50#defi neMS561101BA_RST0x1E/#defi neMS561101BA_D1_OSR_2560x40/#defi neMS561101BA_D1_OSR_5120x42/#defi neMS561101BA_D1_0SR_10240x44/#defi neMS561101BA_D

23、1_0SR_20480x46#defi neMS561101BA_D1_0SR_40960x48/#defi neMS561101BA_D2_OSR_2560x50/#defi neMS561101BA_D2_OSR_5120x52/#defi neMS561101BA_D2_OSR_10240x54/#defi neMS561101BA_D2_OSR_20480x56#defi neMS561101BA D2 OSR 40960x58IIC时钟引脚定义/lie数据引脚定义sbit SCL=P0A1;sbit SDA=P0A2;#defi ne MS561101BA_ADC_RD0x00#de

24、fi ne MS561101BA_PROM_RD 0xA0#defi ne MS561101BA_PROM_CRC 0xAE/unsigned int Cal_C7;/用于存放 PROM中的8组数据unsigned long D1_Pres,D2_Temp; / 存放压力和温度 float dT,TEMP;double OFF_,SENS;float Pressure;大气压float TEMP2,Aux,OFF2,SENS2; / 温度校验值ulo ng ex_Pressure;串口读数转换值uchar excha nge_nu m8;/子函数声明voiddelay (un sig ned

25、int k);voidDelay5us();voidDelay5ms();voidI2C_Start();voidI2C_Stop();voidI2C_Se ndACK(bit ack);bit l2C_RecvACK();void I2C_Se ndByte(uchar dat);uchar I2C_RecvByte();void MS561101BA_RESET();void MS561101BA_PROM_READ();ulo ng MS561101BA_DO_CONVERSION(uchar comma nd); void MS561101BA_getTemperature(uchar

26、 OSR_Temp);void MS561101BA_getPressure(uchar OSR_Pres);void MS561101BAnit();void ini t_uart();void SeriPushSe nd(uchar sen d_data);void Excha nge_Number();/*/延时*void delay (un sig ned int k) un sig ned int i,j; for(i=0;ik;i+) for(j=0;j121;j+); /*延时 5 微秒(STC90C52RC12M)不同的工作环境，需要调整此函数，注意时钟过快时需要修改当改用1T

27、的MCU时，请调整此延时函数*/ void Delay5us() _nop_();_ nop_() ;_n op_() ;_n op_(); _nop_();_ nop_() ;_n op_() ;_n op_(); _nop_();_ nop_() ;_n op_() ;_n op_(); _nop_();_ nop_() ;_n op_() ;_n op_();/*延时 5 毫秒(STC90C52RC12M)不同的工作环境，需要调整此函数当改用1T的MCU时，请调整此延时函数*void Delay5ms()uint n = 560;while (n-);/*I2C起始信号/*void I2

28、C_Start()SDA = 1;SCL = 1;Delay5us();SDA = 0;Delay5us();SCL = 0;/*/I2C停止信号*/拉高数据线/拉高时钟线延时/产生下降沿延时/拉低时钟线void l2C_Stop()SDA = 0;SCL = 1;Delay5us();SDA = 1;Delay5us();/*/I2C发送应答信号入口参数：ack (0:ACK 1:NAK)*/拉低数据线/拉高时钟线延时/产生上升沿延时void I2C_Se ndACK(bit ack) SDA = ack;SCL = 1;Delay5us();SCL = 0;Delay5us();/写应答信

29、号/拉高时钟线延时/拉低时钟线延时*/I2C接收应答信号*bit l2C_RecvACK()SCL = 1;Delay5us();CY = SDA;SCL = 0;Delay5us();return CY;/*/向I2C总线发送一个字节数据/*void I2C_Se ndByte(uchar dat)uchar i;for (i=0; i8; i+)dat = 1;SDA = CY;SCL = 1;Delay5us();SCL = 0;Delay5us();I2C_RecvACK();/*从I2C总线接收一个字节数据/*uchar I2C_RecvByte()uchar i;uchar dat

30、 = 0;SDA = 1;for (i=0; i8; i+)dat = 1;/拉高时钟线延时读应答信号/拉低时钟线延时/8位计数器移出数据的最高位/送数据口/拉高时钟线延时/拉低时钟线延时使能内部上拉，准备读取数据 /8位计数器SCL = 1;/拉高时钟线Delay5us();延时dat |= SDA;读数据/拉低时钟线延时SCL = 0; Delay5us();return dat; /=*MS561101BA程序*/= void MS561101BA_RESET()I2C_Start();I2C_Se ndByte(MS561101BA_SlaveAddress);/ l2C_RecvAC

31、K();I2C_Se ndByte(MS561101BA_RST);/ I2C_RecvACK();I2C_Stop(); void MS561101BA_PROM_READ()uchar d1,d2,i;for(i=0;i=6;i+)I2C_Start();I2C_Se ndByte(MS561101BA_SlaveAddress);I2C_Se ndByte(MS5611O1BA_PROM_RD+i*2);I2C_Start();I2C_Se ndByte(MS561101BA_SlaveAddress+1);d仁 l2C_RecvByte();I2C_Se ndACK(O);d2=I2C

32、_RecvByte();I2C_Se ndACK(1);I2C_Stop();Delay5ms();Cal_Ci=(ui nt)d18)|d2;ulo ng MS561101BA_DO_CONVERSION(uchar comma nd)ulong conversion=0;ulong con v1,c on v2,c on v3;l2C_Start();l2C_Se ndByte(MS561101BA_SlaveAddress);I2C_Se ndByte(comma nd);I2C_Stop();delay(100);I2C_Start();I2C_Se ndByte(MS561101BA

33、_SlaveAddress);I2C_Se ndByte(O);I2C_Start();I2C_Se ndByte(MS561101BA_SlaveAddress+1);con v 仁 l2C_RecvByte();I2C_Se ndACK(O);con v2=l2C_RecvByte();I2C_Se ndACK(O);con v3=l2C_RecvByte();I2C_Se ndACK(1);I2C_Stop();con versio n=con v1*65535+co nv2*256+co nv3;retur n conversion; void MS561101BA_getTemper

34、ature(uchar OSR_Temp)D2_Temp= MS561101BA_DO_CONVERSION(OSR_Temp); delay(10);dT=D2_Temp - (ulo ng)Cal_C 5 )8);TEMP=2000+dT*(ulo ng)Cal_C 6 )/8388608;void MS561101BA_getPressure(uchar OSR_Pres)D1_Pres= MS561101BA_DO_CONVERSION(OSR_Pres);delay(10);OFF_=(ulo ng)Cal_C2*65536+(ulo ng)Cal_C4*dT)/128;SENS=(

35、ulo ng)Cal_C1*32768+(ulo ng)Cal_C3*dT)/256;if(TEMP2000)/ sec ond order temperature compe nsati on whe n un der 20 degrees CT2 = (dT*dT) / Ox;Aux = TEMP*TEMP;OFF2 = 2.5*Aux;SENS2 = 1.25*Aux;TEMP = TEMP - TEMP2;OFF_ = OFF_ - OFF2;SENS = SENS - SENS2;Pressure=(D1_Pres*SENS/2097152-OFF_)/32768;void MS561101BA_I nit()MS561101BA_RESET();delay(1000);MS561101BA_PROM_RE