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常用引脚
多路复用器
原理图如上所示
ADS1299可以通过MUX寄存器为各通道选择所采集的信号,INx采集的信号可以是外部引脚实际采集的信号,也可以通过设置MUX使其采集内部生成的测试信号(ADS1299可以生成方波测试信号,可以检查上位机功能是否正常),或者是温度传感器信号。
多路复用寄存器(MUX)有四位数据,分别为CHxSET[3:0]。每个通道各有一个该寄存器,用于控制该通道采集的数据。
其中MUX[2:0]单独控制各通道采集数据源。CHxSET[3]控制INxP(正极输入部分)是否连接偏置信号(SRB2)
1.MAIN
2.噪声测试
设置MUX为001用于测试设备固有噪声,即将[(VVREFP + VVREFN)/ 2]作为两个通道输入
3.测试信号
设置MUX(CHnSET[2:0])为101,使INx采集内部测试信号。测试信号可通过内部寄存器控制。内部测试信号为一个方波。用于检测上位机工作是否正常
4.温度传感器
ADS1299内部有温度传感器,设置100使通道采集温度数据
5.电压测量
6.前置激励信号(lead-off)
用于检测差分通道与测试者之间的连接是否正常
7.辅助单端输入
通过将MUX设置为010,CONFIG3寄存器中的BIAS_MEAS设置为1,可以单独将某个引脚采集的信号设置为BIASIN引脚的信号。—-BIASIN主要用于偏置信号中起作用,也可以作为多个单端输入通道。
差分电压输入
时钟配置
CLKSEL引脚和CLK_EN寄存器控制时钟选择,内部或外部时钟
GPIO配置
1.启动START
拉高电平,设备开始进行转换,完成时发出DRDY信号。通过SINGLE_SHOT寄存器位控制连续/单次模式,多设备时通过START用于同步
2.数据读取
SPI命令
其中RREG和WREG是两字节命令,在发送时两个字节间需要延迟大概2us
- wakeup 退出待机模式
- standby 进入待机模式
- RESET 重置
- START 开始数据转换
- STOP 停止数据转换 离上一个START至少4个tclk(需要延迟)
- RDATAC 连续数据读取
每次转换数据放在输出寄存器中,可以直接移除,读取数据时不需要发送数据读取命令。默认为连续读取模式
通过SDATAC命令停止RDATAC模式,之后可以发送其他命令。后续指令需要延迟(4个TCLK周期) - SDATAC 停止连续读取
- RDATA 读数据指令
DRDY变低后发出RDATA指令读取转换结果 - RREG 读寄存器
双字节指令,第一个字节指定命令和寄存及地址,第二个字节指定寄存器个数(个数-1)
- WREG写寄存器
同上,单后续跟着寄存器数据输入
寄存器表
1.CONFIG1 配置寄存器1
| 位 | 功能 |
|---|---|
| 第七位 | 始终为1 |
| 第6位 | 确定是否时菊花链模式,0表示菊花链(多ADS1299) |
| 第5位 | CLK_EN位。确定内部时钟是否输出到CLK引脚 |
| 4:3位 | 永远是2 |
| 2:0位 | 低三位确定设备数据输出速率 |
设备输出速率: 000 : fMOD / 64 (16 kSPS) 001 : fMOD / 128 (8 kSPS) 010 : fMOD / 256 (4 kSPS) 011 : fMOD / 512 (2 kSPS) 100 : fMOD / 1024 (1 kSPS) 101 : fMOD / 2048 (500 SPS) 110 : fMOD / 4096 (250 SPS) 111 : Reserved (do not use) fMOD =fCLK / 2.
2.CONFIG2 配置寄存器2
| 位 | 功能 |
|---|---|
| 第4位 | INT_CAL 确定测试信号源(TEST_SIGNAL) 0表示来自外部驱动 1表示内部生成测试信号 |
| 第2位 | CAL_AMP 确定测试信号幅值 |
| 第1:0位 | 配置测试信号频率 |
3.CONFIG3
| 位 | 功能 |
|---|---|
| 第七位 | PD_REFBUF power_down reference buffer(reference缓冲区使能) |
| 第4位 | BIAS测量使能。置1时将BIAS_IN信号连接到MUX=010的通道上 |
| 第三位 | 确定BIASREF信号源。0表示外部信号,1表示内部产生的信号。内部生成信号位(AVDD+AVSS)/2 |
| 第2位 | BIAS缓冲区使能。为0时关闭,1时打开 |
| 第1位 | BIAS感知使能。0禁用,1开启 |
| 第0位 | 决定BIAS状态。0位connected,1位not connect |
4 LOFF lead-off控制寄存器
CHnSET 通道配置
| 位 | 功能 |
|---|---|
| 7 | 开关通道。0正常工作,1表示通道断电 |
| 6:4 | PGA增益设置。可以表示1,2,3,4,6,8,12,24 |
| 3 | SRB2是否连接。0开启,1关闭 |
| 2:0 | 通道输入源 000正常输入 001输入短路(用于测量偏移或噪声 010与BIAS_MEAS一起用于BIAS测量 011MVDD电源测量 100温度传感器 101测试信号 110BIAS_DRP(正极驱动) 111BIAS_DRN(负极驱动) |
BIAS_SENSP
BIAS_SENSN
LOFF_SENSP/LOFF_SENSN
LOFF_STATP
LOFF_STATN
GPIO 通用I/O寄存器
| 位 | 作用 |
|---|---|
| 7:4 | GPIOD[4:1] 用于GPIO读写数据 |
| 3:0 | GPIOC[4:1] 控制相应GPIO引脚用于读还是用于写 0:输出 1:输入 |
MISC1 杂项寄存器1
| 第5位 | 决定是否将SRB1连接到所有通道(反相输入端) 0:打开 1:关闭 |
|---|
MISC2 杂项寄存器2
CONFIG4 配置寄存器4
| 第3位 | 决定转换模式 0:连续转换 1:单次转换 |
| 第1位 | PD_LOFF_COMP 决定是否使用lead-off比较器 |
ADS1299一些功能介绍
基础使用
BIAS 偏置驱动电极
SRB
多设备配置
测量脑电的典型电路连接
SRB1用于负极电路的参考信号,采集脑电信号时可以做所有引脚的差分负极。
使用的差分通道通过BIAS将信号再反馈给人体
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