完整MS56101BA03气压计高度计中文资料解析

1、MS5611-01BA0诠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）QFN封装尺寸：5.03.01.0mm3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+85CI2C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-O1BA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功耗的24位2模数转换器（工厂校

2、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q.0毫米X1.0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SensorPerfonnances(Von=3

3、V)PressureMinTypMaxUnitRange10120CmbarADC24bitResolution(1)0065/0.042/0.027/OI0/OJ12mbarAccuracy25*Ci750mbar15+1.5mbarErrorband,-20to+85450toHOOmbar(2)25+2.5mbarResponsetime(1)0.5/1.1J2.174.17B.22msLongtermstability-1mbar/yrTemperatureMmTypMaxUniiRange-40+85Resolution<=0.01scAccuracy08+08Notes.：0

4、:OversamplingRatio.256/512/10241'2t14fli4096|(2)W曲autozraalohgpressurepoint技术数据J¥DDP&C5BSDLSOASDOTlSCLKGND性能参数最大工作范围参数符号条件最小典型取大r电源电压VDD-0.3V+4.0V最大压力值Pmax6bar最大焊接温度Tmax取k40秒250C电气特性参数符号条件最小典型取大:工作电压Vdd1.8V3.0V3.6Vr工作温度T-40C+25C+85C工作电流(1samplepersec.)IddOSR40962048102451212.5uA6.3uA3.2

5、uA1.7uA2560.9uAVDD对地电容VDDtoGND100nF模数转换（ADC）参数符号条件最小典型取大输出字长（bit）24OSR40967.408.229.0420483.724.134.54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

6、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：PinPSModePinsusedMignSDALowSPICSBJSPI模式外部微控制器通过输入SCLK（串行时钟外DSDI（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

7、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NHCSB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（串行时钟用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

8、）,指令MS5611-01BA03只有5个基本命令：1 .复位（Reset）2 .读取存储器（128-bitPROM）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：PMIN10mbar,PMAX1200mbar,Tmin40oC,Tmax85oC,Tref20oC2 .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/典型bitminMaxC1压力灵敏度|SENStiuint161606553540127C2压力才O肖|OFFtiuint161606553536924C3温度压力灵敏度系数|TC

9、Suint161606553523317C4温度系数的压力抵消|TCOuint161606553523282C5参考温度|Trefuint161606553533464C6温度系数的温度|TEMPSENSuint1616065535283123 .读取数字气压和温度值D1数字压力值uint32240167772169085466D2数字温度值uint322401677721685691504 .计算温度dT实际和参考温度之间的差异dTD2TrEFD2C5*28int3225-16776960167772162366temp实际温度(-4085°C0.01°C的分辨率)ote

10、mp20CdT*TEMPSENS_232000dT*C6/2int3241-400085002007=20.07C5 .计算温度补偿下的气压值off实际温度抵消offOFFT1TCO*dTC2*216(c3*dT)/27uint6441-8589672450128847052802420281617sens实际温度灵敏度SENSSENS-1TCS*dTC1*215(C3*dT)/28uint6441-429483622564423526401315097036P温度补偿压力(101200mbar与0.01mbar分辨率)PD1*SENSoff_2115(D1*SENS/2OFF)/2uint6

11、4581000100009=1000.09mbar6 .得到气压和温度值。二阶温度补偿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ADCread指令后将会返回一个24-bit的结果，执行PROMread指令后返回16-bit的结果。存储器（PROM）的地址在PROMread命令中的a2,a1和a0位。CommandbytehexvalueBitnumber01234567BitnamePRMcovTypAd方Os2Ad1;Os1Add/OsOstopCcxnmandReset00011111.o0x1ECOflVSrtDI(OSR=2

12、56)010000000X40Convert0I0000J100x42ConvertD1(OSR=1024>010001000X44ConvertD1(OSR=2048)010001100x46COflveHD1(OSR=4096>010010000X46ConvertD2(OSR25S)010100000x50ConvertDZ(OSR=512)01Q100100X52ConweriD2(QSR=1024>01010100二0x54CofiveHD2(OSR=2Q40>0101017100x56ConcertD2(OSR=40%>01011000二0x58ADC

13、Read00000000QxOOPROMRead1010Ad2Ad1AdO0OxAOtoOxAESPI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几个SCLKs后跟一个复位指令或上电复位。111011CSB00000111100Devi<e

14、Addresscommand5曰希WAandbittAPII来自主机S=开始命令W=写命令A=应答I来自从机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PROM读指令由两部分构成，第一部分使系统处于PROM读模式，第二部分从系统中读取数据。111011CS500101U01100DeviceAddresscommand-|DeiiieAddressWAbyteAP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读存储器指令，地址=011（系数：3）11101i-SbioiiooxxxxoxxxxxxxxoDeviteAddressdatddM

15、a51DevKeAdd尼55|R|A|Memonbfl5-8|A|MemorybiTTqIM|PI来自主机S=开始命令W=写命令A=应答匚I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111011CSfi0DeviceAddress0010010-00(FcommandSDeviceAddresswa|crndbyteap来

16、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）来自从机P=停止命令R=读命令N=无应答ADC读时序11101lLUXXXXXXKXUXXXXXXXXUXXXXXXXXODeviceAddressW出datft同占IEBvivMHies写|R|用丘山a|_口倒2875IMCMM7-IH|PI口来自主机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C

17、RC数据检测位。下面详细描述了CRC-4代码的使用。AddDB15DB14DB13DB12D11DB10DB9DB8DB7DB6DB5DB4DB3L)B2DB1DB0016bitreservedformanufacturer1Coefficient1(16bitunsigned)2Coefficient2(16bitunsigned)3Coefficient3(16bitunsigned)4Coefficient4(16bitunsigned)5Coefficient5(16bitunsigned)6Coefficient6(16bitunsigned)7CRCI典型应用电路SPI协议I2C协

18、议引脚定义VDO+列'3QnF2口_:ULMlOutput-PartSFIlnlerfdce引脚名称描述1VDDP电源电压2PSI通讯协议选择PShigh(VDD)，I2CPSlow(GND)一SPI3GNDG接地45CSBI片选(低电平有效)，内部连接6SDOO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的，且基本成线性关系；在常温(20C)或大于常温时，测量误差很小，而温度低于20c时，气压和温度测量误差会明显增大；电源电压为3V时，气

19、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。ARDUINOM试代码MS561101BA.h文件：#ifndefMS561101BA_h#defineMS561101BA_h#ifndefcbi#definecbi(sfr,bit)(_SFR_BYTE(sfr)&=_BV(bit)#endif#include"WProgram.h"#include<Wire.h>/#defineDEBUG_V/#defineDEBUG/#include<DebugUtils.h>/addressesofthedevice#defineMS56110

20、1BA_ADDR_CSB_HIGH0x76/CBR=10x76I2CaddresswhenCSBisconnectedtoHIGH(VCC)#defineMS561101BA_ADDR_CSB_LOW0x77/CBR=00x77I2CaddresswhenCSBisconnectedtoLOW(GND)/registersofthedevice#defineMS561101BA_D10x40#defineMS561101BA_D20x50#defineMS561101BA_RESET0x1E/D1andD2resultsize(bytes)#defineMS561101BA_D1D2_SIZE

21、3/OSR(OverSamplingRatio)constants#defineMS561101BA_OSR_2560x00#defineMS561101BA_OSR_5120x02#defineMS561101BA_OSR_10240x04#defineMS561101BA_OSR_20480x06#defineMS561101BA_OSR_40960x08#defineMS561101BA_PROM_BASE_ADDR0xA2/byaddingintsfrom0to6wecanreadallthepromconfigurationvalues./C1willbeat0xA2andallth

22、esubsequentaremultiplesof2#defineMS561101BA_PROM_REG_COUNT6/numberofregistersinthePROM#defineMS561101BA_PROM_REG_SIZE2/sizeinbytesofapromregistry.classMS561101BA(public:MS561101BA();voidinit(uint8_taddr);floatgetPressure(uint8_tOSR);floatgetTemperature(uint8_tOSR);int64_tgetDeltaTemp(uint8_tOSR);int

23、32_trawPressure(uint8_tOSR);int32_trawTemperature(uint8_tOSR);intreadPROM();voidreset();private:unsignedlongdoConversion(uint8_tcommand);uint8_t_addr;uint16_t_CMS561101BA_PROM_REG_COUNT;)；#endif/MS561101BA_hMS561101BA.cpp文件：#include"MS561101BA.h"#defineEXTRA_PRECISION5/tricktoaddmoreprecis

24、iontothepressureandtempreadingsMS561101BA:MS561101BA();voidMS561101BA:init(uint8_taddress)_addr=address;/disableinternalpullupsoftheATMEGAwhichWireenablebydefault#ifdefined(AVRATmega168)|defined(AVRATmega8)|defined(AVRATmega328P)/deactivateinternalpull-upsfortwi/aspernotefromatmega8manualpg167cbi(PO

25、RTC,4);cbi(PORTC,5);#else/deactivateinternalpull-upsfortwi/aspernotefromatmega128manualpg204cbi(PORTD,0);cbi(PORTD,1);#endifreset();resetthedevicetopopulateitsinternalPROMregistersdelay(1000);/somesafetytimereadPROM();readsthePROMintoobjectvariablesforlaterusefloatMS561101BA:getPressure(uint8_tOSR)/

26、seedatasheetpage7forformulasint64_tdT=getDeltaTemp(OSR);int64_toff=(int64_t)_C1)<<16)+(_C3*dT)>>7);int64_tsens=(int64_t)_C0)<<15)+(_C2*dT)>>8);return(rawPressure(OSR)*sens)>>21)-off)>>(15-EXTRAPRECISION)/(1<<EXTRAPRECISION)*100.0);floatMS561101BA:getTemperat

27、ure(uint8_tOSR)/seedatasheetpage7forformulasreturn(1<<EXTRAPRECISION)*2000l+(getDeltaTemp(OSR)*C5)>>(23-EXTRAPRECISION)/(1<<EXTRAPRECISION)*100.0);)int64_tMS561101BA:getDeltaTemp(uint8_tOSR)returnrawTemperature(OSR)-(int32_t)_C4)<<8);)int32_tMS561101BA:rawPressure(uint8_tOSR)

28、returndoConversion(MS561101BA_D1+OSR);)int32_tMS561101BA:rawTemperature(uint8_tOSR)returndoConversion(MS561101BA_D2+OSR);)unsignedlongMS561101BA:doConversion(uint8_tcommand)unsignedlongconversion=0;/seepage11ofthedatasheet/initializepressureconversionWire.beginTransmission(_addr);Wire.send(command);Wire.endTransmission();delay(10);/theconversionwilltakeatime<=9.04mstohavetheoutputready/TODO:makethedelaydependantontheOSRrequestedinthecommand/startreadsequenceWire.beginTransmission(_ad