MAX1452通過單引腳接口進行異步串行數據通信。本應用筆記詳細介紹了所使用的串行通信系統，應結合MAX1452數據資料閱讀。

本應用筆記描述了MAX1452中使用的串行通信系統，最好結合MAX1452數據資料閱讀。它擴展了數據手冊中包含的串行通信信息，并提供了通信示例。

MAX1452數字模式

MAX1452數字輸入/輸出（DIO）提供單引腳串行通信，具有內部控制功能和存儲器。所有命令輸入流入一組 16 個寄存器，這些寄存器構成接口寄存器集 （IRS）。控制邏輯提供了其他級別的命令處理，該邏輯從 IRS 獲取其輸入。雙向 16 位鎖存器緩沖進出 16 位校準寄存器和內部（8 位寬）EEPROM 位置的數據。圖3顯示了各種串行命令與MAX1452內部架構之間的關系。

通信協議

DIO串行接口用于MAX1452與主機校準測試系統或計算機之間的異步串行數據通信。MAX1452在主機發送初始化序列時自動檢測上位機的波特率。可以檢測和使用 4800 到 38，400 之間的波特率。數據格式始終為 1 個起始位、8 個數據位和 1 個停止位。8個數據位首先傳輸LSB，最后傳輸MSB。當MAX1處于數字模式時，弱上拉電路可用于在DIO上保持邏輯1452。這是為了防止此引腳上出現意外的 1 到 0 轉換，這將被解釋為通信起始位。僅當安全鎖時才允許通信?字節被禁用（即 CL[7：0] = 00十六進制） 或 解鎖 保持高電平。

初始化順序

MAX1452使用上電后或收到重新初始化命令后發送給MAX1452的第一個命令字節來學習通信波特率。初始化序列是 1 個十六進制的 81 字節傳輸，如下所示：

起始位（如上以粗體顯示）啟動波特率同步。8 個數據位 81 十六進制（首先是 LSB）遵循此數據位，然后是停止位，也以上面的粗體顯示。MAX1452使用該序列計算1位傳輸的時間間隔，作為其內部振蕩器周期的倍數。然后，得到的振蕩器時鐘周期數在內部存儲為 8 位數字 （BITCLK）。請注意，在發送初始化序列之前，設備的電源應至少穩定 1 毫秒。這為上電復位功能完成和 DIO 由安全鎖定字節或解鎖配置留出時間。

重新初始化順序

MAX1452提供重新建立或重新學習波特率。重新初始化序列是 FF 十六進制的 1 字節傳輸，如下所示：

當收到串行重新初始化序列時，接收邏輯將自身復位到其上電狀態并等待初始化序列。初始化序列必須遵循重新初始化序列才能重新建立波特率。

串行接口命令格式

MAX1452的所有通信命令均遵循起始位、8個命令位（一個命令字節）和一個停止位的格式。命令字節控制接口寄存器集的內容，包括一個 4 位接口寄存器集地址 （IRSA） 半字節和一個 4 位接口寄存器集數據 （IRSD） 半字節。IRS 字節命令的結構如下：

國稅局[7：0] = 國稅局[3：0] ， IRSA[3：0]

所有命令首先傳輸 LSB。起始位之后的第一個位是 IRSA[0]，停止位之前的最后一個位是 IRSD[3]，如下所示：

IRS 的一半寄存器內容用于數據保存和轉向信息。將數據寫入 IRS 中的兩個位置會導致立即操作（命令執行）。這些位置位于地址 9 和 15，分別是內部邏輯和重新初始化命令的命令寄存器。表 9 顯示了 IRS 地址解碼的完整列表。

命令序列可以作為連續流寫入MAX1452，例如起始位、命令字節、停止位、起始位、命令字節、停止位等。MAX1452接收數據時，命令之間沒有延遲要求。

命令寄存器到內部邏輯 （CRIL）

寫入 CRIL 位置（IRS 地址 9）的數據會導致立即執行與寫入的 4 位數據半字節關聯的命令。所有EEPROM和校準寄存器讀寫以及EEPROM ERASE命令都通過CRIL位置進行處理。CRIL還用于使能MAX1452模擬輸出，并將輸出數據（串行數字輸出）放在DIO上。表 10 顯示了 CRIL 命令的完整列表。

串行數字輸出

通過將讀取 IRS （RdIRS） 命令（5 十六進制）寫入 CRIL 位置，將 DIO 配置為數字輸出。收到此命令后，MAX1452輸出一個字節的數據，其內容由IRS[3：0] = 3十六進制位置的IRS指針（IRSP[0：8]）值確定。數據以單個字節輸出，由起始位和停止位成幀。表 12 列出了為每個 IRSP 地址值返回的數據。

發送RdIRS命令后，所有與DIO的連接必須三態，以允許MAX1452驅動DIO線路。收到RdIRS命令后，MAX1452在一個字節后將DIO驅動為高電平。MAX1452保持DIO高電平1452位，然后通過驅動DIO低電平來置位起始位。然后，起始位后跟數據字節和停止位。在停止位傳輸后，MAX1452將立即三態DIO，釋放線路。MAX<>在釋放DIO后一個字節即可接收下一個命令序列。

注意，在MAX1452發送數據字節之前和之后會有時間間隔，此時DIO線路上的所有器件都將處于三態狀態。建議在這些時間間隔內對 DIO 線路施加弱上拉，以防止不必要的轉換。在DIO和模擬輸出（OUT）未連接的應用中，上拉電阻應永久連接到DIO。如果MAX1452 DIO和OUT連接，則在模擬測量期間不要加載該公共線路非常重要。在這種情況下，合適的事件順序如下：

將上拉電阻連接到 DIO/OUT 線路（最好使用 接力）。

發送 RdIRS 命令。

用戶連接的三態（設置為高阻抗）。

從MAX1452接收數據。

激活用戶連接（將 DIO/OUT 線拉高）。

松開上拉電阻。

圖1所示為發送/接收序列示例，發送RdIRS命令（59十六進制），MAX1452響應字節值為10十六進制。

圖1.DIO 輸出數據格式。

內部時鐘設置

初始上電后或電源復位后，MAX1452內的所有校準寄存器都包含00十六進制，必須進行編程。請注意，在模擬模式下，內部寄存器從EEPROM自動刷新。

當MAX1452以數字模式啟動時，應特別注意配置寄存器的3個CLK位：3MSB。MAX1452內部振蕩器的頻率在生產測試期間測量，計算3位調整（校準）代碼并存儲在EEPROM位置3十六進制（EEPROM上部配置字節）的上161位中。MAX1452內部時鐘控制所有定時功能，包括信號路徑增益、DAC功能和通信。建議在數字模式下，為配置寄存器CLK位分配EEPROM中包含的值（上部配置字節）。3 個 CLK 位代表一個 9 的補碼數，標稱時鐘調整為每位 15%。表 <> 顯示了可用的代碼和調整。

對配置寄存器中包含的CLK位值的任何更改都必須遵循MAX1452波特率學習序列（重新初始化和初始化命令）。為了在時鐘復位期間最大限度地提高通信系統的魯棒性，一次僅將CLK位更改1LSB值。因此，配置寄存器CLK位的推薦設置過程如下：在設置過程中使用9600的最小波特率，以防止時鐘值接近最大值時MAX1452波特率計數器可能溢出。

以下示例基于所需的 CLK 代碼 010 二進制文件：

第 1 步。從 EEPROM 位置讀取 CLK 位 （3MSB） 161 十六進制 CLK = 010 二進制。
第 2 步。將配置寄存器中的 CLK 位設置為 001 二元的。
第 3 步。發送重新初始化命令，然后初始化 （波特率學習）命令。
第 4 步。 將配置寄存器中的 CLK 位設置為 010 二元的。
第5步。發送重新初始化命令，然后初始化 （波特率學習）命令。

內部振蕩器的頻率可以隨時通過讀取 BITCLK[7：0] 的值來檢查。這個 8 位數字表示對應于通信波特率的一個周期（一位時間）的內部振蕩器周期數。

擦除和寫入 EEPROM

在對所需內容進行編程之前，必須擦除內部EEPROM（字節設置為FF十六進制）。MAX1452以標稱擦除狀態供電，字節161十六進制和字節16B十六進制除外。字節 3 十六進制的 161MSB 包含內部振蕩器校準設置。字節 16B 十六進制設置為 00 十六進制以允許串行通信，而不管“解鎖”狀態如何。

擦除 EEPROM 時，首先保存字節 3 十六進制的 161MSB。擦除后，必須重寫這 3 位，以及 00 十六進制的安全鎖字節值。如果不這樣做，可能會導致部件停止通信。在重寫這些值之前，請勿斷開設備的電源。

內部EEPROM可以使用擦除命令完全擦除，也可以使用PageEras命令部分擦除（請參閱表10，CRIL命令）。發出 ERASE 或 PageErase 命令后需要等待 6 毫秒。任何在6ms之前與器件通信或中斷電源的嘗試都可能在EEPROM中產生不確定的狀態。

要擦除 EEPROM 中的頁面（頁面擦除命令）：首先將所需的頁碼（見表1）加載到IRS位置IEEA[3：0]。然后發送 CRIL PageErase 命令（79 十六進制）。

要將字節寫入 EEPROM： 使用字節地址（地址 [9：8]）加載 IRS 位置 IEEA[7：4]、IEEA[3：0] 和 IEEA[9：0]。加載 IRS 位置 DHR[7：4] 和 DHR[3：0] 以及要寫入的 8 個數據位 （Data[7：0]）。將EEPROM WRITE命令發送到CRIL（19十六進制）。

要從 EEPROM 讀取字節： 加載國稅局位置 IEEA[9：8]， IEEA[7：4] 和帶有字節地址（地址 [3：0]）的 IEEA[9：0]。發送一個 將EEPROM命令讀取到CRIL寄存器（49十六進制）;這將加載所需的 EEPROM 字節轉換為 DHR[7：0]。加載 IRS 位置 IRSP[3：0] 與 00 十六進制（返回 經[7：0]）。將讀取 IRSP 命令發送到 CRIL 寄存器（59 十六進制）。

多路復用模擬輸出

MAX1452提供在數字模式下通過讀取模擬（RdAlg）命令輸出模擬信號的功能。在收到RdAlg命令后的一個字節時間，由ALOC[3：0]寄存器確定的內部模擬信號（見表14）被多路復用為OUT。信號在 ATIM[3：0] 寄存器設置的持續時間內保持與 OUT 的連接。ATIM功能使用通信波特率作為定時基礎。詳見表13。在ATIM[3：0]確定的周期結束時，模擬信號與模擬輸出斷開，OUT恢復三態狀態。MAX1452在OUT恢復三態狀態后，可以在DIO 1字節上接收進一步的命令。圖 2 說明了此方案的時序。

MAX1452 DIO在模擬輸出有效期間為三態。這是為了允許 OUT 和 DIO 引腳并聯連接。當DIO和OUT并聯連接時，上位機還必須三態其與MAX1452的通信連接。這一要求將產生與DIO的所有連接同時三態的周期，因此在這些期間必須對DIO施加一個弱上拉電阻。有關更多詳細信息，請參閱“串行數字輸出”部分。

“連續輸出”模式可用于模擬輸出，可通過將 ATIM[3：0] 設置為 F 十六進制來選擇。僅當 DIO 和 OUT 分開時，才能使用此模式。在此模式下，在收到 RdAlg 命令或任何其他命令后，DIO 三態為 32，769 字節時間。經過此時間段后，DIO 將進入接收模式，并將接受進一步的命令輸入。在連續模式下，模擬輸出始終處于活動狀態。

注意：連接到OUT時，內部模擬信號不緩沖。在測量這些內部信號之一時，任何OUT負載都可能產生測量誤差。讀取內部信號（如BDR、FSOTC等）時，不要加載OUT引腳。

圖2.模擬輸出定時。

圖3.MAX1452串行命令結構和硬件原理圖

通信命令示例

以下是MAX1452中各種功能的命令序列示例。

示例 1：更改波特率設置，并檢查通信。注意：如果在發送重新初始化命令之前，由于系統波特率變化導致與MAX1452的通信中斷，則必須進行電源復位以保證初始化條件。

示例 2：讀取查找表指針 （臨時索引）。

例3：在 OUT 引腳上啟用 BDR 測量，持續時間為 3.4 秒，波特率為 9600。

命令	行動
1B 十六進制	加載 1（BDR 測量）到 ALOC[3：0] 寄存器。
CA六角	將 12 加載到 ATIM[3：0] 寄存器：（212+1） 8/9600 = 3.4秒
69 十六進制	RdAlg
	DIO 引腳為三態，OUT 引腳在內部連接到 BDR 引腳，持續時間約為 3.4 秒。

例4： 將 8C40 十六進制寫入 FSODAC 寄存器。

例5： 將 8C40 十六進制寫入 FSODAC 查找表位置 溫度指數為 40。本示例使用“頁面擦除”命令清除 EEPROM的相關部分，并假設沒有現有數據 在該部分中需要保留。

審核編輯：郭婷