MS5611-01BA03氣壓計(高度計)中文資料解析

1、MS5611-01BA03金屬封裝氣壓計組件性能描述高度分辨率組件，10cm轉換時間低于1ms低功率，工作電流1uA（待機狀態(tài)0.15uA）3QFN 封裝尺寸：5.0 3.0 1.0 mm供電電壓1.8V 3.6V集成數字氣壓傳感器（24位 ADC ）測量/工作范圍：101200mbar（毫巴=百帕） ， -40+85 I2C 和 SPI 接口，傳輸速率可達20MHz無外接元件（內置振蕩器）長期穩(wěn)定性好描述MS5611-o1BA 氣壓傳感器是由MEAS （瑞士）推出的一款SPI 和 I2C 總線接口的新一代高分辨率氣壓傳感器，分辨率可達到10cm。該傳感器模塊包括一個高線性度的壓力傳感器和一個

2、超低功耗的24位 模數轉換器（工廠校準系數）。 MS5611 提供了一個精確的24位數字壓力值和溫度值以及不同的操作模式，可以提高轉換速度并優(yōu)化電流消耗。高分辨率的溫度輸出無須額外傳感器可實現高度計/溫度計功能?？梢耘c幾乎任何微控制器連接。通信協議簡單，無需在設備內部寄存器編程。MS5611 壓力傳感器只有5.0毫米 3.0毫米 1.0毫米的小尺寸可以集成在移動設備中。這款傳感器采用領先的MEMS 技術并得益于MEAS（瑞士）十余年的成熟設計以及大批量制造經驗，保證產品具有高穩(wěn)定性以及非常低的壓力信號滯后。內部結構及技術數據移動高度計/氣壓計系統(tǒng)自行車電腦氣壓表醫(yī)療警報高度計室內導航原理框圖技

3、術數據性能參數最大工作范圍參數符號條件最小典型最大電源電壓VDD-0.3V+4.0V最大壓力值Pmax6bar最大焊接溫度Tmax最長40 秒250 參數符號條件最小典型最大工作電壓VDD1.8V3.0V3.6V工作溫度T-40 +25+85 工作電流( 1 sample per sec. )IDDOSR 40962048102451212.5uA6.3uA3.2uA1.7uA2560.9uAVDD 對地電容VDD to GND100nF模數轉換（ADC ）參數符號條件最小典型最大輸出字長（bit）24OSR 40967.408.229.0420483.724.134.54轉換時間（ ms）t

4、c10241.882.082.285120.951.061.172560.480.540.60氣壓值輸出特征溫度值輸出特征數字輸入（CSB， I2C， DIN ， SCLK）氣壓輸出（I2C， DOUT）功能描述綜合描述MS5611-01BA 是由壓阻傳感器和傳感器接口組成的的集成電路，主要功能是把測得未得補償模擬氣壓值經ADC 轉換成 24 位的數字值輸出，同時也可以輸出一個24 位的數字溫度值。出廠校驗每個模塊都在兩種溫度和兩種壓力下有其單獨的出廠校驗，6 系數必要補償為過程變化和溫度變化計算和存儲到一個內部的128-bit 存儲器（PROM ）中，這些值（劃分成6 個系數）用軟件來讀取并

5、要通過程序將D1 和 D2 中的值轉換成標準氣壓、溫度值。串行接口MS5611-01BA 有兩種類型的串行接口:SPI 和 I2C。 通過調節(jié)PS引腳的電壓來選擇使用I2C 或 SPI 通信接口：SPI 模式外部微控制器通過輸入SCLK（ 串行時鐘）和 SDI（ 串行數據）來傳輸數據。在 SPI模式下時鐘極性和相位允許同時模式0和模式3。 SDO（串行數據）引腳為傳感器的響應輸出。CSB（芯片選擇 ）引腳用來控制芯片使能/禁用，所以,其他設備可以共用同一組SPI總線。在命令發(fā)送完畢或命令執(zhí)行結束（例如結束的轉換）時 CSB引腳將被拉高。在 SPI總線空閑模式下模塊有較好的噪聲性能和在ADC 轉

6、換時與其他設備鏈接。I2C 模式外部微控制器通過輸入SCLK（ 串行時鐘）和 SDA（ 串行數據）來傳輸數據。傳感器的響應在一根雙向的I2C總線接口SDA線上。所以這個接口類型只使用2信號線路而不需要片選信號，這可以減少板空間。在I2C模式下補充引腳CSB （芯片選擇）代表了LSB的 I2C地址。在I2C總線上可以使用兩個傳感器和兩個不同的地址。CSB引腳應當連接到VDD 或 GND（不能懸空） 。指令MS5611-01BA03 只有 5 個基本命令：1 .復位（Reset）2 .讀取存儲器（128-bit PROM ）3 .D1 轉換4 .D2 轉換5 .讀取 ADC 結果（ 24-bit

7、氣壓 /溫度值）氣壓和溫度計算（詳見原文）1 . 開始計算結果最大值: PMIN10mbar ， PMAX1200mbar， TMIN40C ， TMAX 85 C，TREF 20 C2 .從PROM 讀取出廠校準數據變量描述 |方程推薦變量類型Size值例子/典型bitminMaxC1壓力靈敏度|SENST1uint 161606553540127C2壓力抵消| OFFT1uint 161606553536924C3溫度壓力靈敏度系數| TCSuint 161606553523317C4溫度系數的壓力抵消| TCOuint 161606553523282C5參考溫度|TREFuint 161

8、606553533464C6溫度系數的溫度|TEMPSENSuint 1616065535283123 .讀取數字氣壓和溫度值D1數字壓力值uint 32240167772169085466D2數字溫度值uint 322401677721685691504 .計算溫度dT實際和參考溫度之間的差異dT D2 TREF D2 C5*2 8int3225-16776960167772162366TEMP實際溫度(-40 85 C 0.01 C 的分辨率)TEMP 20 C dT * TEMPSENS232000 dT * C6 /223int3241-400085002007=20.07 C5 .計

9、算溫度補償下的氣壓值OFF實際溫度抵消OFF OFFT1 TCO*dTC2*2 16 (c3* dT) /27uint6441-8589672450128847052802420281617SENS實際溫度靈敏度SENS SENST 1 TCS* dT c1*2 15 (C3* dT) / 28uint6441-429483622564423526401315097036P溫度補償壓力(10 1200mbar 與 0.01mbar分辨率)P D1*SENS OFF2115(D1*SENS/221 OFF)/215uint64581000100009 =1000.09 mbar6 .得到氣壓和溫

10、度值。二階溫度補償計算壓力和溫度高溫T2 0OFF 2 0SENS2 0對壓力和溫度達到最佳精度的流程圖TEMP TEMP T2OFF OFF OFF 2SENS SENE SENS2SPI 接口SPI 命令下面的表格描述中每個命令的大小是1 字節(jié) （8位 ）。執(zhí)行 ADC read 指令后將會返回一個24-bit的結果，執(zhí)行 PROM read 指令后返回16-bit的結果。存儲器 （ PROM ） 的地址在PROMread 命令中的a2， a1 和 a0位。命令結構SPI 復位時序轉換時序存儲器讀取時序圖參見原文。I2C 接口I2C 命令每個 I2C 通信消息都有開始和停止狀態(tài)。MS561

11、1-01BA 的 I2C 地址為 111011Cx，其中 C 為 CSB 引腳的補碼值（取反） 。 因為傳感器內并沒有微控制器，所有 I2C 的命令和SPI是相同的。I2C 復位時序復位指令可以在任何時間發(fā)送。如果沒有成功的上電復位，這可能是被屏蔽的SDA模塊在應答狀態(tài)。MS5611-01BA 唯一的復位方式是發(fā)送幾個SCLKs 后跟一個復位指令或上電復位。來自主機S = 開始命令W = 寫命令A = 應答來自從機P = 停止命令R =讀命令N = 無應答I2C 復位指令存儲器讀取時序PROM 讀指令由兩部分構成，第一部分使系統(tǒng)處于PROM 讀模式， 第二部分從系統(tǒng)中讀取數據。來自主機S =

12、開始命令W = 寫命令A =應答來自從機P = 停止命令R =讀命令N = 無應答I2C 讀存儲器指令，地址=011（系數：3）來自主機S = 開始命令W = 寫命令A =應答來自從機P = 停止命令R =讀命令N = 無應答I2C 從芯片中應答轉換時序通過向 MS5611-01BA 發(fā)送指令可以進入轉換模式。當命令寫入到系統(tǒng)中，系統(tǒng)處于忙碌狀態(tài)，直到轉換完成。當轉換完成后可以發(fā)送一個讀指令，此時MS5611-01BA 發(fā)回一個應答，24個 SCLK 時鐘將所有bit位傳送出來。每隔8bit就會等待一個應答信號來自主機S = 開始命令W = 寫命令A =應答來自從機P = 停止命令R =讀命令

13、N = 無應答I2C 啟動壓力轉換指令（OSR=4096, typ=D1）來自主機S = 開始命令W = 寫命令A =應答來自從機P = 停止命令R =讀命令N = 無應答ADC 讀時序來自主機S = 開始命令W = 寫命令A =應答來自從機P = 停止命令R =讀命令N = 無應答I2C 從 MS5611-01BA 讀取數據循環(huán)冗余檢查（CRC）MS5611-01BA 包含 128-Bit 的 PROM 存儲器。存儲器中有一個4bit的 CRC 數據檢測位。下面詳細描述了CRC-4 代碼的使用。典型應用電路SPI 協議I2C 協議引腳定義引腳名稱類型描述1VDDP電源電壓2PSI通訊協議選擇

14、PS high ( VDD ) I2CPS low ( GND ) SPI3GNDG接地45CSBI片選（低電平有效），內部連接6SDOO串口數據輸出7SDI/SDAI/IO串口數據輸入/I2C 數據8SCLKI串口時鐘*注： 原文附錄有一些典型測量值的特征曲線可參考。其中的一些關鍵點：ADC的測量值D1 和 D2 是分別用來測氣壓和溫度的，且基本成線性關系；在常溫（ 20）或大于常溫時，測量誤差很小，而溫度低于20時，氣壓和溫度測量誤差會明顯增大；電源電壓為3V 時，氣壓和溫度測量誤差很小，而其它供電電壓下誤差會大幅度增加。ARDUINO測試代碼MS561101BA.h文件：#ifndef

15、MS561101BA_h#define MS561101BA_h#ifndef cbi#define cbi(sfr, bit) (_SFR_BYTE(sfr) &= _BV(bit)#endif#include WProgram.h#include /#define DEBUG_V/#define DEBUG/#include / addresses of the device#define MS561101BA_ADDR_CSB_HIGH0x76/CBR=1 0x76 I2C address when CSB is connected to HIGH (VCC)#define MS5611

16、01BA_ADDR_CSB_LOW0x77/CBR=0 0x77 I2C address when CSB is connected to LOW (GND)/ registers of the device#define MS561101BA_D1 0x40#define MS561101BA_D2 0x50#define MS561101BA_RESET 0x1E/ D1 and D2 result size (bytes)#define MS561101BA_D1D2_SIZE 3/ OSR (Over Sampling Ratio) constants#define MS561101B

17、A_OSR_256 0x00#define MS561101BA_OSR_512 0x02#define MS561101BA_OSR_1024 0x04#define MS561101BA_OSR_2048 0x06#define MS561101BA_OSR_4096 0x08#define MS561101BA_PROM_BASE_ADDR 0xA2 / by adding ints from 0 to 6 we can read all the prom configuration values./ C1 will be at 0xA2 and all the subsequent a

18、re multiples of 2#define MS561101BA_PROM_REG_COUNT 6 / number of registers in the PROM#define MS561101BA_PROM_REG_SIZE 2 / size in bytes of a prom registry.class MS561101BApublic:MS561101BA();void init(uint8_t addr);float getPressure(uint8_t OSR);float getTemperature(uint8_t OSR);int64_t getDeltaTem

19、p(uint8_t OSR);int32_t rawPressure(uint8_t OSR);int32_t rawTemperature(uint8_t OSR);int readPROM();void reset();private:unsigned long doConversion(uint8_t command);uint8_t _addr;uint16_t _CMS561101BA_PROM_REG_COUNT; ;#endif / MS561101BA_hMS561101BA.cpp文件：#include MS561101BA.h#define EXTRA_PRECISION

20、5/ trick to add more precision to the pressure and temp readingsMS561101BA:MS561101BA() ; void MS561101BA:init(uint8_t address) _addr = address;/ disable internal pullups of the ATMEGA which Wire enable by default#if defined(_A VR_ATmega168_) | defined(_A VR_A Tmega8_) | defined(_A VR_A Tmega328P_)/

21、 deactivate internal pull-ups for twi/ as per note from atmega8 manual pg167cbi(PORTC, 4);cbi(PORTC, 5);#else/ deactivate internal pull-ups for twi/ as per note from atmega128 manual pg204 cbi(PORTD, 0);cbi(PORTD, 1);#endifreset(); / reset the device to populate its internal PROM registersdelay(1000

22、); / some safety timereadPROM(); / reads the PROM into object variables for later use float MS561101BA:getPressure(uint8_t OSR) / see datasheet page 7 for formulas int64_t dT = getDeltaTemp(OSR);int64_t off = (int64_t)_C1) 7);int64_t sens = (int64_t)_C0) 8);return (rawPressure(OSR) * sens) 21) - off

23、) (15-EXTRA_PRECISION) / (1EXTRA_PRECISION) * 100.0);float MS561101BA:getTemperature(uint8_t OSR)/ see datasheet page 7 for formulasreturn (1 (23-EXTRA_PRECISION) / (1EXTRA_PRECISION) * 100.0);int64_t MS561101BA:getDeltaTemp(uint8_t OSR)return rawTemperature(OSR) - (int32_t)_C4) 8);int32_t MS561101B

24、A:rawPressure(uint8_t OSR)return doConversion(MS561101BA_D1 + OSR);int32_t MS561101BA:rawTemperature(uint8_t OSR)return doConversion(MS561101BA_D2 + OSR);unsigned long MS561101BA:doConversion(uint8_t command)unsigned long conversion = 0;/ see page 11 of the datasheet/ initialize pressure conversionW

25、ire.beginTransmission(_addr);Wire.send(command);Wire.endTransmission();delay(10);/ the conversion will take a time = 9.04 ms to have the output ready/ TODO: make the delay dependant on the OSR requested in the command/ start read sequenceWire.beginTransmission(_addr);Wire.send(0);Wire.endTransmission();Wire.beginTransmission(_addr);Wire.requestFrom(_addr, (uint8_t) MS561101BA_D1D2_SIZE);if(Wire.available()conversion = Wire.r