4. SPI功能描述

4.1 SPI通信

该SPI通信基于“ST-SPI规范”，其实和常见的SPI并没有太大的区别。

也是通过4根信号线，每帧传输32位（4字节）数据。

SPI主机必须配置为以下模式：

CPOL = 0, CPHA = 0

具体的接线方法和通信时序如下图所示：

在一主多从模式下的接线如下所示：

4.2 信号描述

SPI通信的四根线基本都是一样的，仅仅是名称上的区别：

此芯片中：

SCK：时钟线

SDI：主机输入，从机输出

SDO：主机输出，从机输入

CSN：片选信号线

4.3 SPI接口

SDI格式在每个通信帧中以一个命令字节开始。它以两位操作代码(OC1, OC0)开始，指定操作类型(读，写，读和清除状态，读设备信息)，然后是一个6位地址(A5: A0)。命令字节后面跟着三个输入数据字节:(D23:D16)， (D15: D8)和(D7: D0)。

SDO格式在每个通信帧中以一个具体的字节（称之为全局状态字节）开始。后面跟着三个输出数据字节:(D23:D16)， (D15: D8)和(D7: D0)。

4.4 操作码定义

SPI接口具有四种不同的寻址模式，如下表所示：

4.5 写模式

设备的写入模式允许将输入数据字节的内容写入地址寄存器。输入数据在串行时钟(SCK)的上升沿上采样，首先是MSB。

在同一序列期间，传出数据首先在CSN引脚的下降沿上移出MSB，随后在串行时钟(SCK)的下降沿上移出位。第一个字节对应于全局状态字节，第二个、第三个和第四个字节对应于寻址寄存器的前一个内容。未使用的位总是被读为0。

4.6 读模式

在读模式下，设备允许读和检查任何寄存器的状态。

在每个SCK的上升沿收到数据，MSB在前。

传出数据首先在CSN引脚的下降沿上移出MSB，其他数据在串行时钟的下降沿上移出。第一个字节对应于全局状态字节，第二个、第三个和第四个字节对应于寻址寄存器的内容。未使用的位将始终被读为0。

为了避免全局状态字节和状态寄存器之间的不一致，状态寄存器的内容在SPI通信期间被冻结。

4.7 读取和清除状态命令

读取和清除状态操作用于清除地址状态寄存器的内容，地址为0x3Fh的读取和清除状态操作同时清除所有状态寄存器。

输入数据在串行时钟(SCK)的上升沿上采样，首先是MSB。命令字节允许决定读取哪个寄存器内容，数据字节中设置为1的有效负载位决定寄存器中必须清除的位。

传出数据首先在CSN引脚的下降沿上移出MSB，其他数据在串行时钟(SCK)的下降沿上移出。第一个字节对应于全局状态字节，第二个、第三个和第四个字节对应于寻址寄存器的内容。未使用的位将始终被读为0。

为了避免全局状态字节和状态寄存器之间的不一致，状态寄存器的内容在SPI通信期间被冻结。

4.8 SPI设备信息

在此期间，设备的具体信息可以读到，但是不能修改。

输入数据在串行时钟(SCK)的上升沿上采样，首先是MSB。命令字节允许决定读取哪个寄存器内容，其他的三个字节并不关系。

传出数据首先在CSN引脚的下降沿上移出MSB，其他数据在串行时钟(SCK)的下降沿上移出。第一个字节对应于全局状态字节，第二个字节对应于地址寄存器的内容、第三个和第四个字节读到的是0。

4.9 专用命令

0xFF——SWReset:设定所有控制寄存器为默认值并且清除所有的状态寄存器

也就是在地址111111（二进制）执行操作码11（二进制）。

但是二三四字节中至少要有一个位为0。

具体的发送序列如下：

字节一：0xFF

字节二：随意

字节三：随意

字节四：随意

0xBF——清除所有的状态寄存器

也就是在地址111111（二进制）执行操作码10（二进制）。

具体的发送序列如下：

字节一：0xBF

字节二：随意

字节三：随意

字节四：随意

4.10 全局状态字节

全局状态字节，很显然就是体现整个芯片运行状态的字节，该字节可以通过SPI进行读取，构成如下：

各个位的具体含义如下：

4.11 地址映射

4.12 ROM内存映射

4.13 控制寄存器

配置各种参数，比方说各种动作阈值等。

4.14 状态寄存器

保存当前设备的各种状态，以及专用ADC转换的结果等。

4.15 超时看门狗

为了服务超时看门狗，相关的WD_TRIG位(看门狗触发位,控制寄存器1的第1位)必须在给定的超时窗口内被切换。这种看门狗与传统的单片机看门狗很类似。

具体的时间可以通过SPI配置控制寄存器3的相关位来实现，控制寄存器3的各个位定义如下：

从上图可以看出，总共可以有4种时间可供选择。 只需进行相应配置即可。

5. 操作模式

该芯片总共有6种操作模式（工作模式），具体可参考下图：

5.1 上电模式

相当于设备的复位状态，可由设备的开机或者电源开启复位状态触发。在该模式下，寄存器处于默认值，RSTB被设置为1。外部FET，旁路开关和电源泵处于关闭状态。

5.2 待机模式

在休眠模式下，设备进入低功耗模式并且在以下条件下运行：

• 大电流通路经过外部FETs进行关断
• 外部的FETs保护不使能
• 所有的诊断不使能，但是旁路开关处于监视状态，如果在待机模式下打开旁路开关，主要是为了检测潜在的去饱和
• 低电流旁路可以根据BYPASSCTL位进行开关
• 设备处于自我保护状态
• 电源泵关闭
• 
  

休眠模式具有这样的特性：

• VSPI和VS低功耗
• SPI没有激活
• 寄存器被冻结（供电存在但是时钟停止）允许保持之前的配置，以防从未锁定状态进行转换，或者模式的复位配置，乙方从开机状态进行转换。

5.3 唤醒模式

当VS – VOUT > VDS_BYPASS_SAT时，设备从休眠模式进入唤醒模式。

在唤醒模式下，设备保险丝功能已启动，设备在以下条件下运行：

• 大电流通路通过外部FETs处于开启状态
• 外部FETs保护被使能
• 小电流旁路关闭
• 所有诊断被使能
• 控制寄存器被锁定在写模式
• 设备在自我保护状态
• SPI处于激活状态
• 电源泵打开

5.4 解锁模式

在解锁模式下，设备保险丝功能已启动，并且允许SPI通信，设备在以下条件下运行：

• 大电流通路通过外部FETs处于开启或关闭状态，该状态通过SPI进行设定
• 外部FETs保护被使能
• 所有诊断被使能
• 小电流旁路处于开启或关闭状态，该状态通过SPI进行设定
• 设备在自我保护状态
• SPI处于激活状态
• 电源泵打开

5.5 锁定模式

在锁定模式下，设备保险丝功能已启动，设备在以下条件下运行：

• 外部FETs的状态通过’OUTCTL’ 和IS_OUT_MODE’ 控制位进行定义
• 外部FETs保护被使能
• 所有诊断被使能
• 小电流旁路处于开启或关闭状态，该状态通过’BYPASSCTL’ 和’DIS_OUT_MODE’控制位进行定义
• 设备在自我保护状态
• SPI处于激活状态，所有寄存器可读，控制寄存器是锁定的写操作
• 电源泵打开

5.6 自测模式

说来话长，详见第二章。

6. 应用举例

下面是实际应用中的一个实际的电路图。仅供参考。